鉛筆芯盒的塑料模具設計 畢業(yè)設計論文

1、<p><b>　　畢業(yè)設計（論文）</b></p><p>　　題 目:鉛筆芯盒的塑料模具設計 </p><p>　　院 (系)： 機 電 學 院 </p><p>　　專 業(yè) 模具設計與制造 </p><p>　　姓 名： &

2、lt;/p><p>　　學 號： </p><p>　　指導教師： xx </p><p>　　二〇一 三 年 十 月六 日</p><p>　　畢業(yè)設計（論文）任務書</p><p>　　畢業(yè)設計(論文)進度計劃表</p><p&g

3、t;　　本表作評定學生平時成績的依據(jù)之一</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　注射成型是塑料成型的一種重要方法，它主要適用于熱塑性塑料的成型，可以一次成型形狀復雜的精密塑件。本課題就是將塑料鉛筆芯盒作為設計模型，將注射模具的相關知識作為依據(jù)，闡述塑料注射模具的設計過程。</p><p>　　通過對塑料鉛筆芯盒成型工藝

4、的正確分析，設計了一副一模一腔的塑料模具。模具中決定塑件幾何形狀和尺寸的零部件稱為成型零件，包括前模板、前模仁、后模板、后模仁、后模鑲件、斜導柱、滑塊等的設計與加工工藝過程。成型零部件在工作時直接與塑料接觸，在一定的溫度下承受熔體的高溫和高壓，因此必須要有合理的結構、較高的強度和剛度、較好的耐磨性、正確的幾何形狀、較高的尺寸精度和較低的表面粗糙度。重要零件的工藝參數(shù)的選擇與計算，推出機構與澆注系統(tǒng)以及其它結構的設計過程。</p&g

5、t;<p>　　設計成型零部件時，應根據(jù)塑料的特性、塑件的結構和使用要求，確定型腔的總體布局，選擇分型面，確定脫模方式，設計澆注系統(tǒng)、排溢系統(tǒng)等，然后根據(jù)加工工藝和裝配工藝的要求進行成型零部件的結構設計，計算成型零部件的工作尺寸，對關鍵的成型零部件進行強度和剛度校核。</p><p>　　關鍵詞：塑料模具；注射成型；模具設計；</p><p><b>　　Abstr

6、act</b></p><p>　　Injection molding is an important method of plastic molding, which is mainly applied to thermoplastic molding, can be a complex shape forming of precision plastic parts. The issue is t

7、he plastic pencil core box as the design model, will injection mold-related knowledge as a basis to explain the process of plastic injection mold design.</p><p>　　Plastic pencil core box on the right molding

8、 process analysis, design of a cavity of a mold of a plastic mold. Plastic Mold decided to geometric shape and size of the parts as molded parts, including the former template, before the mold, after the template, after

9、the mold, after the mold inserts, Bevel Pillar, slider, etc. Design and Manufacture of process . Molding parts with plastic in direct contact with the work, at a certain temperature to withstand high temperature and high

10、 pressure melt, </p><p>　　Design molding parts should be under the plastic properties of the structure and use of plastic parts required to determine the overall layout of the cavity, select sub-surface to d

11、etermine the stripping method, designed gating system, overflow systems, scheduling, and then processing and assembly process requirements of forming components structural design, calculation of the work of forming parts

12、 size, the shape of key parts for Strength and Rigidity.</p><p>　　Keywords: plastic mold; injection molding; mold design.</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　緒 論1</

13、b></p><p>　　第1節(jié) 選題的依據(jù)及意義1</p><p>　　第2節(jié) 國外模具工業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展2</p><p>　　第3節(jié) 我國模具工業(yè)技術概況及其主要發(fā)展方向3</p><p>　　第1章 鉛筆芯盒結構與工藝性分析4</p><p>　　第1節(jié) 塑件分析4</p><

14、p>　　第2節(jié) 材料分析5</p><p>　　第2章 注塑成型設備選擇7</p><p>　　第1節(jié) 塑件體積及質(zhì)量估算7</p><p>　　第2章 注塑機型號的選定8</p><p>　　第3章 擬定模具結構形式9</p><p>　　第1節(jié) 分型面位置的確定9</p><p

15、>　　第2節(jié) 確定形腔的排列方式 11</p><p>　　第4澆注系統(tǒng)形式和澆口設計11</p><p>　　第1節(jié) 主流道設計12</p><p>　　第2節(jié) 分流道設計13</p><p>　　第3節(jié) 主流到冷料穴設計14</p><p>　　第4節(jié) 澆口設計14</p><

16、p>　　第5章 成型零件的結構和計算16</p><p>　　第1節(jié) 型芯和型腔的工作尺寸計算 16</p><p>　　第6章 合模導向機構設計 18</p><p>　　第1節(jié) 導向機構的總體設計18</p><p>　　第2節(jié) 導柱設計19</p><p>　　第3節(jié) 導套設計20</p&

17、gt;<p>　　第7 脫模推出機構設計21</p><p>　　脫模推出機構設計21</p><p>　　第8 注射機工藝參數(shù)校核23</p><p>　　第1節(jié) 最大注射壓力校核 23</p><p>　　第2節(jié) 最大注射量校核23</p><p>　　第3節(jié) 鎖模力校核23&l

18、t;/p><p>　　第4章 安裝尺寸校核 24</p><p>　　第5節(jié) 開模行程和推出機構的校核24</p><p>　　第9章 模架的確定和標準件的選用 25</p><p>　　第1節(jié) 模架的確定25</p><p>　　第2節(jié) 模架標準件的選用26</p><p>　　第10章

19、 模具的裝配 27</p><p>　　第1節(jié) 模具的裝配程序及工藝28</p><p><b>　　設計總結29</b></p><p><b>　　參考文獻30</b></p><p><b>　　緒 論</b></p><p>　　模具是

20、工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)用的工藝裝備，主要用于制造業(yè)。它是和沖壓、鍛造、鑄造成型機械，以及塑料、橡膠、陶瓷等非金屬材料制品成形加工用的成形機械相配套，作為成形工具來使用的。模具屬于精密機械產(chǎn)品，主要由機械零件和機構組成，包括成形工作零件（凸模與凹模）、導向零件（導柱與導套）、支承零件（模架）及定位零件等，以及送料機構、抽芯機構、推（頂）料（件）機構、檢測與安全機構等。</p><p>　　為提高模具的質(zhì)量、性能、精度和生產(chǎn)效

21、率，縮短模具制造周期，模具多采用標注零、部件，所以模具屬于標準化程度較高的產(chǎn)品。一副中小型沖模或塑料注射模中，其標準零、部件可達90%，其工時節(jié)約率可達25%～45%。</p><p>　　第1節(jié) 選題的依據(jù)及意義</p><p>　　隨著現(xiàn)代化工業(yè)和科學技術的發(fā)展，模具的應用越來越廣泛，其適應性也越來越強。模具的制造水平已成為工業(yè)國家制造工藝水平的標志。另外，模具是進行成形加工極少、無切

22、屑加工的主要工裝，在大批、大量加工中，可使材料利用率達90%或以上?，F(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品的零件，廣泛采用沖壓、鍛造成型、壓鑄成型、擠壓成型、塑料注射或其它成型加工方法，和成形模具相配套，經(jīng)單工序或多道成型工序，使材料或坯料成型加工產(chǎn)品要求的零件，或稱為精加工前的半成品件。其中注射成型已經(jīng)成為當今市場上最常用、最具前景的塑料成型方法之一，因此注塑模具作為塑料模的一種，就具有很大的市場需求量。所以我選空調(diào)遙控器注塑模具設計作為我畢業(yè)設計的課題。&l

23、t;/p><p>　　通過本課題的設計，將會在下述基本能力上得到培養(yǎng)和鍛煉（1）塑料件制品涉及及成型工藝的選擇（2）一般塑料件制品成型模具的設計能力（3）塑料制品質(zhì)量分析及工藝改進、塑料模具結構改進設計的能力（4）掌握模具設計常用的繪圖軟件（Auto CAD）及同實際設計的結合的能力（5）使自己在文檔組織與檢索方面的能力得到提高（6）掌握寫論文的一般步驟及格式方法，同時提高自己的學習、思考、解決問題的能力，因為注塑模

24、具對我來說是一個新的領域。</p><p>　　第2節(jié) 國外模具工業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展</p><p>　　模具工業(yè)是制造業(yè)中的一項基礎產(chǎn)業(yè)，是技術成果轉(zhuǎn)化的基礎，同時本身又是高新技術產(chǎn)業(yè)的重要領域，在歐美等工業(yè)發(fā)達國家被稱為“點鐵成金”的“磁力工業(yè)” ；美國工業(yè)界認為“模具工業(yè)是美國工業(yè)的基石”；德國則認為是所有工業(yè)中的“關鍵工業(yè)” ；日本模具協(xié)會也認為“模具是促進社會繁榮富裕的動力” ，同時

25、也是“整個工業(yè)發(fā)展的秘密”，是“進入富裕社會的原動力” 。國外模具發(fā)展的趨勢[1]在以下幾方面：一、模具設計技術(1)工業(yè)發(fā)達國家在模具設計上已經(jīng)大量使用計算機輔助設計軟件進行模具的結構設計，并普及了計算機繪圖。據(jù)有差資料介紹,美國和日本的模具廠已使用了技術。(2)在注塑模具設計中，已開始普及應用計算機輔助工程分析軟件，對塑料的流動、填充、冷卻情況及模具的澆口配置、澆道大小、冷卻加熱系統(tǒng)和模具的剛度、強度等進行科學的分析和計算，從而保證

26、注塑制品的質(zhì)量與合理的生產(chǎn)節(jié)拍(3)國外的注塑模具中，多型腔、多層、大型精密模具已占50%，不僅提高了生產(chǎn)效率，而且節(jié)省了大量塑料原料。二、模具加工技術(1)國外已大量使用數(shù)控機床，應用計算機輔助加工軟件和數(shù)控編程技術對模具，特別是對具有復雜型腔(三維曲面)的模具進行加</p><p>　　第 3節(jié) 我國模具工業(yè)技術概況及其主要發(fā)展方向</p><p>　　在中國，人們已經(jīng)越來越認識到模

27、具在制造中的重要基礎地位，已成為衡量一個國家制造業(yè)水平高低的重要標志，并在很大程度上決定著產(chǎn)品質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。近30年里中國經(jīng)濟產(chǎn)生巨大影響的因素，對我國模具產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也一直起著促進作用。它與長期向好的中國宏觀經(jīng)濟一樣，成為模具產(chǎn)業(yè)近30年來持續(xù)快速發(fā)展的最好注解。國際模具及五金塑膠產(chǎn)業(yè)供應商協(xié)會常務秘書長羅百輝表示，我國目前處于工業(yè)化的中期[2]，即從解決短缺為主的開放逐步向建設經(jīng)濟強國轉(zhuǎn)變，汽車、鋼鐵、房地產(chǎn)、建材、機

28、械、電子、壓鑄、注塑等一批以重工業(yè)為基礎的高增長行業(yè)發(fā)展勢頭強勁，構成了對模具市場的巨大需求。中國已經(jīng)超過日本，成為世界第一大模具市場，預計2015年模具產(chǎn)值將超過2500億元。</p><p>　　根據(jù)國內(nèi)和國際模具市場的發(fā)展狀況，手板模型華曙高科專家分析未來我國的模具經(jīng)過行業(yè)結構調(diào)整后，將呈現(xiàn)十大發(fā)展趨勢：</p><p>　?。?）模具日趨大型化；</p><p&

29、gt;　?。?）模具的精度將越來越高；</p><p>　?。?）多功能復合模具將進一步發(fā)展；</p><p>　　（4）熱流道模具在塑料模具中的比重將逐漸提高；</p><p>　　（5）氣輔模具及適應高壓注射成型等工藝的模具將有較大發(fā)展；</p><p>　　（6）模具標準化和模具標準件的應用將日漸廣泛；</p><p

30、>　?。?）快速經(jīng)濟模具的前景十分廣闊；</p><p>　　（8）壓鑄模的比例將不斷提高，同時對壓鑄模的壽命和復雜程度也將提出越來越高的要求；</p><p>　?。?）塑料模具的比例將不斷增大；</p><p>　　（10）模具技術含量將不斷提高，中高檔模具比例將不斷增大，這也是產(chǎn)品結構調(diào)整所導致的模具市場未來走勢的變化。</p><p

31、>　　第1章 鉛筆芯盒結構與工藝分析</p><p><b>　　第1節(jié) 塑件分析</b></p><p>　　1.1.1鉛筆芯盒立體圖 </p><p><b>　　如圖1-1所示</b></p><p>　　圖1-1 鉛筆芯盒</p><p><b>

32、　　1.1.2 塑件</b></p><p><b>　　1.塑件材料名稱</b></p><p>　　丙烯晴-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)；</p><p><b>　　2.色調(diào)</b></p><p><b>　　微黃色；</b></p>&l

33、t;p><b>　　3.生產(chǎn)綱領</b></p><p><b>　　大批量；</b></p><p><b>　　4.塑件的結構</b></p><p>　　該塑件外形為內(nèi)有圓形凹腔的六方體和外有圓形凸臺的零件，塑件圓形凹腔壁厚為2mm，圓形凸臺壁厚為1mm高為8mm，六方體邊長約為6.93m

34、m高為22mm,其中面與面之間的圓角為0.5，脫模斜度為30～1°30（取1°），采用一般精度等級MT5級。</p><p><b>　　第2節(jié) 材料分析</b></p><p>　　1.2.1 鉛筆芯盒的原料丙烯晴-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)</p><p><b>　　1.物料性能</b>&l

35、t;/p><p>　　ABS無毒、無味、程微黃色且成型塑件有較好光澤性的材料，具有良好的機械強度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化學穩(wěn)定性和電氣性能。易于成型加工，但缺點是耐熱性不高，連續(xù)工作溫度為70℃左右，熱變形溫度為93℃左右，且耐候性差，在紫外線作用下易變硬發(fā)脆，但易于成型加工。</p><p><b>　　成型性能</b></p><

36、p>　　(1) 無定形料，吸濕大，需干燥，不易分解；</p><p>　　(2) 流動性中等，易發(fā)生填料不良，粘模，收縮，熔接痕等；</p><p>　　(3) 宜高壓注射，在不出現(xiàn)缺陷的條件下取高料溫、高模溫，已增加流動性；</p><p>　　(4) 模具澆注系統(tǒng)應光潔，脫模斜度大，頂出均勻，防止產(chǎn)生氣泡；</p><p>　　(5

37、) 注意控制成型溫度，以降低內(nèi)應力，改善透明性和強度； </p><p>　　((6) 塑件應壁厚均勻，避免缺口，尖角，以避免應力集中；</p><p><b>　　1.2.2收縮率</b></p><p>　　ABS的收縮率為0.3%～0.8%，在設計本產(chǎn)品時，結合產(chǎn)品的結構工藝特點和材料的特性，在本設計中，零件的收縮率為0.5%。</

38、p><p>　　1.2.2、ABS塑料的主要技術指標表2-1</p><p>　　表2-1 ABS的性能指標</p><p>　　1.2.3（ABS）的注射成型工藝參數(shù)</p><p>　　查《實用模具技術手冊》，確定ABS塑料的注射工藝參數(shù)如下:</p><p>　　注射機類型：螺桿式 </p><

39、p>　　螺桿轉(zhuǎn)速：30～60r/min </p><p><b>　　噴嘴形式：直通式 </b></p><p>　　噴嘴溫度：180～190 ℃</p><p>　　料桶前端溫度：200～210 ℃</p><p>　　料桶中段溫度：210～230 ℃</p><p>　　料桶后段溫度：1

40、80～200 ℃</p><p>　　模具溫度：50～70 ℃</p><p>　　注射壓力：70～90 </p><p>　　保壓力：50～70 </p><p>　　注射時間：3～5s </p><p>　　保壓時間：15～30s </p><p>　　冷卻時間：15～30s </p&

41、gt;<p>　　成型周期：40～70s </p><p>　　以上參數(shù)在試模時可以做適當調(diào)整。</p><p>　　第2章 注塑設備選擇</p><p>　　塑件體積和質(zhì)量的估算</p><p>　　該產(chǎn)品大批量生產(chǎn)故設計的模具要有較高的注塑效率，故可采用側(cè)澆口自動脫模結構。由于塑件較小，所以模具采用一模8腔結構，澆口形式采用

42、側(cè)澆口。</p><p>　　2.1.1計算塑件體積</p><p>　　由第1章可知塑件材料ABS的密度為1.02～1.05 g.com，收縮率為0.3%～0.8%，根據(jù)塑件的結構分析密度取1.05g.com，平均收縮率為0.5%。經(jīng)測繪初步估算得</p><p>　　塑件體積= 124.71×22－3.14x36×22+3.14×3

43、6×49－3.14×36x8=0.583cm；</p><p>　　取塑件體積 =0.58 cm</p><p>　　塑件質(zhì)量 = ρ=0.58 cm×1.035g.com=0.604g；</p><p>　　2.1.2 澆注系統(tǒng)凝料體積的初步估算</p><p>　　可按塑件體積的0.6倍估算，由于該模具采用一

44、模八腔。</p><p>　　1.所以澆注系統(tǒng)凝料體積為 </p><p>　　V=8×0.6=2×0.58×0.6=2.8cm；</p><p>　　2.該模具一次注塑所需塑料的體積為</p><p>　　V=8+V=8×0.58+2.8=7.47cm;</p><p>　　M

45、=1.05×7.47=7.84g</p><p>　　根據(jù)計算得出的一次模具型腔的塑料總質(zhì)量M=7.84g，則有：</p><p>　　M/0.8=9.8g 。根據(jù)以上的計算，初步選定公稱注射量為20g。</p><p><b>　　注塑機型號的選定</b></p><p>　　根據(jù)塑料制品的體積與質(zhì)量，以及成

46、型工藝參數(shù)初步選定注塑機的型號為 注射機型號為SYS-20直角式注射機，主要技術參數(shù)見表2-1。</p><p>　　2.2.1 注塑機的主要技術參數(shù)</p><p><b>　　表2-1</b></p><p>　　SYS-20注射機技術參數(shù)</p><p>　　2.2.2 型腔數(shù)量的校核</p><

47、;p>　　1按注射機的最大注射量校核型腔數(shù)目</p><p><b>　　n≤；</b></p><p>　　上式右邊≈22≥8，符合要求。</p><p>　　式中 ——注射機的最大注射量，cm3（g)</p><p>　　—— 澆注系統(tǒng)凝料量，</p><p>　　——單個塑件的容量

48、或質(zhì)量， </p><p>　　2.按注射機的額定鎖模力確定型腔數(shù)目</p><p>　　注射機在充模過程中產(chǎn)生的脹模力主要作用在兩個位置：</p><p>　　在兩瓣合模上的作用面積約為A≈24×135=3240mm；</p><p>　　瓣合模與支撐板的接觸處的作用面積A≈17×135=2295mm；<

49、;/p><p><b>　　n≤</b></p><p>　　上式右邊≈9.67≥8符合要求；</p><p>　　式中 F——注射機的額定鎖模力(N)，該注射機為2×10N；</p><p>　　A——2個塑件在模具分型面上的投影面積(mm), A=8A=998mm；</p><p>

50、　　A——澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積(mm), A=0.35A=349mm；</p><p>　　P——塑料熔體在模腔內(nèi)的平均壓力(MPa),通常型腔壓力為20―40MPa,該處取壓力為25MPa；</p><p>　　第三章 擬定模具結構形式</p><p>　　第1節(jié) 分型面位置的確定</p><p>　　在塑件設計階段，就應考慮成

51、型時分型面的形狀和位置，否則無法用模具成型。在模具設計階段，應首先確定分型面的位置，然后才選擇模具的結構。分型面設計是否合理，對塑件質(zhì)量、工藝操作難易程度和模具設計制造都有很大的影響。因此分型面的選擇是注射模設計中的一個關鍵因素。</p><p>　　3.1.1 分型面的選擇原則</p><p>　　1.有利于保證塑件的外觀質(zhì)量；</p><p>　　2.分型面應選

52、擇在塑件的最大截面處；</p><p>　　3.盡可能使塑件在動模一側(cè)；</p><p>　　4.有利于保證塑件的尺寸精度；</p><p>　　5.有利于簡化模具結構； </p><p><b>　　6.有利于排氣；</b></p><p>　　該塑件在模具設計時已經(jīng)充分考慮了上述原則，同時根據(jù)

53、提供的塑件實體并無側(cè)邊凹凸和槽，所以分型時只需軸向抽芯分型。</p><p>　　3.1.2分型面的選擇及模具結構</p><p>　　充分考慮以上條件及有利于工藝操作，將分型面選擇在塑件下表面如圖3-1所示</p><p>　　3-1鉛筆芯分型面的形狀和位置</p><p>　　1定模. 2.動模。</p><p>

54、　　第2節(jié) 確定型腔排列方式</p><p>　　當塑件分型面確定之后，就需要確定該形腔的排列方式，因該模具是多形腔，所以通常采用圓形、H形、直線型、及復合排列等，設計時因注意以下幾點：</p><p>　　盡可能采用平衡式排列，以確保塑件質(zhì)量的均勻和穩(wěn)定；</p><p>　　形腔布置和澆口開設部位應力求對稱，以防止模具承受偏載而產(chǎn)生溢料；</p>

55、<p>　　形腔排列應盡量緊湊；</p><p>　　形腔圓形排列占模板尺寸大，加工麻煩；</p><p>　　綜上所述，該模具采用H形平衡式排列方式，如圖3-2所示。</p><p><b>　　3-2形腔布局</b></p><p>　　第四章 澆注系統(tǒng)形式和澆口設計</p><p>

56、;　　澆注系統(tǒng)是引導塑料熔體從注塑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。因此在設計澆注系統(tǒng)時，應遵循以下設計原則：</p><p>　　澆口設在不影響塑件外觀質(zhì)量的部位；</p><p>　　澆注系統(tǒng)應適應塑料的成型特性，以保證成型周期和塑件質(zhì)量；</p><p>　　澆注系統(tǒng)應根據(jù)形腔數(shù)和布局確定；</p>&l

57、t;p>　　澆注系統(tǒng)應成型塑件的形狀和尺寸確定</p><p>　　澆注系統(tǒng)應盡量采用短的流程，減少熱量和壓力的損耗以及節(jié)約材料；</p><p>　　澆注系統(tǒng)應有利于排氣，并防止型芯的變形及鑲件的位移；</p><p>　　澆注系統(tǒng)應考慮注射機的安裝尺寸，以防止單邊安裝；</p><p>　　澆注系統(tǒng)的設計，要考慮便于修整澆口，以保證

58、塑件質(zhì)量。</p><p>　　第4.1節(jié) 主流道設計</p><p>　　主流道是從注射機噴嘴與模具接觸的部位開始到分流道為止的一段通道。在立式注射機上主流道垂直與于分型面，一般設計為圓錐形，以便于使凝料順利的從主流道拔出。</p><p>　　4.1.1 主流道尺寸</p><p>　　1.主流道小端直徑 d=3（注射機噴嘴直徑）+（0.

59、5～1） </p><p><b>　　取d=4mm；</b></p><p>　　2.主流道球面半徑 SR=12(注射機噴嘴球頭半徑)+（1～2）mm </p><p><b>　　取SR=13；</b></p><p>　　3.球面配合高度 h=3mm～8mm 取h=3mm；<

60、/p><p>　　4.主流道長度 由標準模架結合該模具結構取L=40mm</p><p>　　5.主流道大端直徑 D= d+2tanα≈7.26（取錐角α=3°）</p><p><b>　　D=7mm；</b></p><p>　　4.1.2主澆道形式</p><p>　　主流道小

61、端入口處與注射機噴嘴反復接觸屬易損件，但該塑件的結構工藝性較簡單，所以澆口套選用一般材料T8A，硬度40-45HRC,圖4-1所示。</p><p><b>　　圖4-1澆口套</b></p><p><b>　　第2節(jié) 分流道設計</b></p><p>　　主流道與澆口之間的通道為分流道。在多形腔的模具中分流道是必不可

62、少的，在單型腔的模具中，有時可省去分流道。</p><p>　　4.2.1分流道選取原則</p><p>　　1.盡量減少在流道內(nèi)的壓力和溫度損失；</p><p>　　2.保證塑料均勻而迅速的進如形腔內(nèi)；</p><p>　　3分流道的長度應盡可能的短，容積小；</p><p>　　4分流道的固化時間應必塑件固化時間

63、短，以便于壓力的傳遞；</p><p><b>　　便于加工簡單；</b></p><p>　　結合該塑件的結構特點和上述選取原則，該塑件的橫截面宜采用梯形，因梯形加工簡單并使熔料能平穩(wěn)的轉(zhuǎn)換流向形腔。</p><p>　　4.2.2 分流道的長度</p><p>　　梯形分流道的長度 L=（1～2.5)D=7～17.5

64、mm</p><p>　　式中 D-主流道大端直徑(mm)但L應不小于8mm; ；</p><p>　　結合該塑件的結構特點和上述選取原則，該塑件的橫截面宜采用梯形，因梯形加工簡單并使熔料能平穩(wěn)的轉(zhuǎn)換流向形腔。</p><p>　　4.2.3 分流道的形狀及尺寸</p><p>　　參考《模具設計與加工速查手冊》表5-15常

65、用分流道系列尺寸可知，該模具分流道結構尺寸如圖4-2所示： </p><p>　　4-2分流道形狀與尺寸 </p><p>　　第 3節(jié) 主流道冷料穴設計</p><p>　　冷料穴位于主流道正對面的動模板上，其作用是捕集料流前鋒的“冷料”，防止“冷料”進入型腔而影響塑件質(zhì)量。開模時應將主流道中的凝料拉出，所以冷料井的直徑應稍大于主流道大端的直徑，該模具采用底部

66、裝有拉料桿的Z字形槽冷料井。</p><p>　　拉料桿直徑C=7（主流道大端直徑）+1=8mm， 冷料井深度取7mm。</p><p><b>　　第4節(jié) 澆口設計</b></p><p>　　澆口是連接流道與型腔之間的一般細短通道，它的作用是增加和控制塑料進入形腔的流速并封閉裝填在形腔累內(nèi)的塑料，保證充填實，確保制品質(zhì)量。因此澆口的形式、位

67、置和尺寸對塑件的質(zhì)量影響很大。</p><p>　　澆口截面積通常為分流道截面積的0.03~0.09倍，澆口的截面積形狀多為矩形(寬度與厚度的比為3：1）和圓形兩種，澆口長度為1mm~1.5mm。在設計澆口時，應取較小值，以便在試模時逐步修正。</p><p>　　4.4.1 澆口的類型及位置的確定</p><p>　　該模具是小型塑件的多型腔模具，同時從所提供的塑

68、件中可以看出，在中部的圓形凸臺的圓周上設置側(cè)澆口比較合適。側(cè)澆口開在垂直的分型面上，從型腔（塑件）外側(cè)面進料，側(cè)澆口是典型的矩形截面澆口，能方便的調(diào)整沖模時的剪切速率和澆口的封閉時間，因而又稱為標準澆口。這種澆口加工容易，修整方便，而且可以根據(jù)塑件的形狀特征靈活的選擇進料位置，因此它是廣泛應用的一種澆口形式，普遍使用于中小型塑件的多型腔模具中。</p><p>　　4.4.2 澆口結構尺寸的計算</p>

69、;<p>　　1參考《模具設計與加工速查手冊》表5-17可知</p><p>　　澆口長度L1=2mm</p><p><b>　　澆口深度=3mm</b></p><p><b>　　澆口寬度=2mm</b></p><p>　　其尺寸實際應用效果如何，應在試模中檢驗與改進。<

70、/p><p>　　4.4.3 澆注系統(tǒng)的平衡</p><p>　　對于該模具，從主流道到各個型腔的分流道的長度相等，形狀及截面尺寸對應相同，各個澆口也相同，因此整個澆注系統(tǒng)理論上是平衡的。</p><p>　　成型零件的結構設計和計算</p><p>　　塑料模具型腔在成型過程中受塑料熔體的高壓作用，應具有足夠的強度和剛度，所以該塑件采用整體式形

71、腔，但型腔側(cè)壁和底板厚度過小，可能因強度不夠而產(chǎn)生塑性變形甚至破壞；也可能因剛度不足而產(chǎn)生撓曲變形，導致溢料飛邊，降低塑件尺寸精度并影響順利脫模。因此，應通過強度和剛度的計算來確定型腔壁厚，尤其對重要的精度要求高的模具型腔，更不能單純憑經(jīng)驗來確定型腔壁厚和底板厚度。</p><p>　　第1節(jié) 型芯和型腔的工作尺寸計算</p><p>　　5.1.1 型腔的工作尺寸計算</p>

72、<p>　　型腔的徑向工作尺寸計算</p><p>　　塑件平均收縮率為0.5%，取凹模制造公差=1/3=0.073</p><p><b>　　公式如下：</b></p><p><b>　　==11.9mm</b></p><p>　　式中 ——塑件外形公稱尺寸 取長12m

73、m；</p><p>　　——塑件的平均收縮率 取0.5%；</p><p>　　△ ——塑件的尺寸公差 取MT5級；</p><p>　　——模具制造公差 取塑件相應尺寸公差1/3</p><p><b>　　2凹模具深度。</b></p><p>　　設=1/3△

74、=0.093</p><p>　　H=[]=[1.005×22-]=21.9mm</p><p><b>　　式中 取22mm</b></p><p>　　5.1.2 型芯的工作尺寸計算</p><p>　　1型芯徑向工作尺寸計算</p><p>　　塑件平均收縮率為0.5%，取凸模制造

75、公差=1/3=0.067</p><p><b>　　公式如下：</b></p><p><b>　　式中 取8mm</b></p><p>　　2型芯的長度工作尺寸計算</p><p><b>　　公式如下：</b></p><p><b>

76、;　　式中 取28mm</b></p><p><b>　　.</b></p><p>　　5.1.4 型腔側(cè)壁及底板厚度的計算</p><p>　　型腔側(cè)壁厚度計算如圖5-1</p><p>　　5-1矩形整體式形腔</p><p><b>　　1）剛度計算公式</b

77、></p><p><b>　　S==13mm</b></p><p>　　式中 型腔內(nèi)熔融塑料壓力60MP</p><p><b>　　2）按強度計算</b></p><p>　　整體式矩形側(cè)壁的強度計算較麻煩，因此轉(zhuǎn)化為自由變形來計算。根據(jù)應力與應變的關系，當塑料熔體壓力為50PM

78、a，變形量時，板的最大應力接近于45鋼的許用應力200MPa，變形量再大，則會超過許用應力。當許用變形量為0.05時，強度計算與剛度計算的形腔長度分界尺寸為300mm。如300mm時，按允許變形量（如變形量為0.05）計算壁厚，300mm，則按允許變形量計算壁厚。</p><p>　　2. 型腔底板厚度的計算</p><p><b>　　1）按剛度計算</b><

79、/p><p><b>　　=6mm</b></p><p><b>　　式中 </b></p><p><b>　　按強度計算</b></p><p>　　同側(cè)壁的厚度計算一樣，底板強度計算也較復雜，通過計算分析得知，在P=50MPa時，只要變形量作為滿足強度條件的依據(jù)。</

80、p><p>　　第六章 合模導向機構設計</p><p>　　注射模均設有導向裝置。其作用當動模與定模和模時，導向裝置先進行導向，形腔與型芯再合模，可避免形腔與型芯發(fā)生碰撞而造成的損壞，同時保證了型腔與型芯的相對位置，兼起定位作用及承受一定的側(cè)壓力作用。</p><p>　　第1節(jié) 導向機構的總體設計</p><p>　　6.1.1 設計要點&l

81、t;/p><p>　　1.導向零件應合理地均勻分布在模具的周圍或靠近邊緣的部位，其中心至模具邊</p><p>　　緣應有足夠的的距離，以保證模具的強度，防止壓入導柱和導套后變形。</p><p>　　2.該模具采用4根導柱，其布置為等直徑導柱對稱分布。</p><p>　　3.該模具導柱安裝在支撐板上，導套安裝在定模固定板上和推板上。</

82、p><p>　　4.為了保證分型面很好的接觸，導柱和導套在分型面處應有承屑槽，即可削去一</p><p>　　個面或在導套的孔口倒角，該模具采用后者。</p><p>　　5.在合模時，應保證導向零件首先接觸，避免凸模先進入型腔，導致模具損壞。</p><p>　　6.動定模板采用合并加工時，可確保同軸度要求。</p><p&

83、gt;<b>　　第2節(jié) 導柱設計</b></p><p>　　1.該模具采用帶頭導柱，不加油槽，如圖6-1所示。</p><p>　　2.導柱長度必須比凸模端面高度高出6mm～8mm。</p><p>　　3.為使導柱能順利地進入導向孔，導柱的端部常做成圓錐形或球形的先導部分。</p><p>　　4.導柱的直徑應根據(jù)

84、模具的尺寸來確定，應保證具有足夠的抗彎強度（該導柱直徑由標準模架可知為Φ20mm）。</p><p>　　5.導柱的安裝形式，導柱固定部分與模板按H7/k6配合，導柱滑動部分按H7/f7或H8/f7的間隙配合。</p><p>　　6.導柱的工作部分的表面粗糙度R=0.4μm,未標注直角為應小于0.5x45%%D。</p><p>　　7.導柱應具有堅硬而耐磨的表面

85、、堅韌而不易折斷的內(nèi)芯。多采用低碳鋼經(jīng)滲碳淬火處理或碳素工具鋼T8A、T10A經(jīng)淬火處理，硬度為50HRC以上或45經(jīng)調(diào)質(zhì)、表面淬火、低溫回火，硬度為50HRC以上。</p><p>　　圖 6-1 帶頭導柱</p><p><b>　　第3節(jié) 導套設計</b></p><p>　　導套與安裝在另一半模上的導柱相配合，用以確定動、定模的相對位

86、置，保證模具運動導向精度的遠套型零件。</p><p>　　1.結構形式采用帶頭導套（GB/T4169.3-1984）如圖6-2所示；</p><p>　　2.導套的端面應倒角，導柱孔做成通孔，利于排出孔內(nèi)的剩余空氣。</p><p>　　3.導套孔的滑動部分按H8/f7或H7/f7的間隙配合，表面粗糙度為0.4μm。導套外徑與模板一端采用H7/k6配合；另一端采用

87、H7/e7配合鑲?cè)肽０濉?lt;/p><p>　　4.導套材料可用淬火鋼或銅（青銅合金）等耐磨材料制造，該模具中采用T8A。</p><p>　　圖 6-2 a .帶頭導套 </p><p>　　第七章 脫模推出機構設計</p><p>　　第1節(jié) 脫模推出機構設計</p><p>　　注射成型的每一個環(huán)節(jié)中，塑件必

88、須準確無誤地從模具的凹模中或型芯上脫出，完成脫出塑件的裝置稱為脫模機構，也稱為推出機構。</p><p>　　7.1.1 脫模機構設計原則</p><p>　　脫模機構設計時必須遵循以下原則</p><p>　　1.因為塑料冷卻收縮時抱緊凸模，所以頂出力的作用點應盡量靠近凸模；</p><p>　　2.頂出力應作用在塑件剛性和強度最大的部位，

89、如加強條、凸緣、壁厚等處，</p><p>　　作用面積盡可能大些，以防止塑件變形和損壞；</p><p>　　3.為保證良好的塑件外觀，頂出位置應盡量設在塑件內(nèi)部或?qū)λ芗庥^影響不</p><p><b>　　大的部位；</b></p><p>　　4.若頂出部位需設在塑件使用或裝配的基面上時，為不影響塑件尺寸和使用，

90、一般頂桿與塑件接觸處凹進塑件0.05～0.1mm，否則塑件會引起凸起，影響基面的平整。</p><p>　　7.1.2 脫模機構設計</p><p>　　綜合以上脫模機構設計原則，該模具采用圓形推桿推出機構，但在設計推桿時還應注意以下事項：</p><p>　　1.推桿應盡量短，在推出時，一般將塑件推到高于型腔頂面（或型芯底面）10mm左右。推桿的端面一般應高出所在

91、型腔的底面或型芯的頂面0.05-0.1mm，否則會影響塑件的使用。 2.推桿與其配合孔一般采用H9/f9的配合，保持一定的同軸度，避免在推出時卡住，配合長度取推桿直徑的1.5 -2倍，通常不小于12mm。非配合部分孔加大0.5-1.0mm。 簡化模具結構，減少對塑件表面品質(zhì)的影響。</p><p>　　3.在確保把塑件推出的前提下，推桿數(shù)量不宜過多，以簡化模具結構，減少對塑件表面品質(zhì)的影響。</

92、p><p>　　4.在推桿推出機構中一定要設計復位機構。</p><p>　　7.2.3圓形推桿的尺寸計算</p><p>　　1脫模力的計算 </p><p><b>　　+0.1A</b></p><p><b>　　K=</b></p&

93、gt;<p>　　式中k ——無量鋼系數(shù)；</p><p>　　——矩環(huán)形制件的平均壁厚取2mm；</p><p>　　S——塑料平均收縮率0.5；</p><p>　　E——塑料的彈性模量，235MPa；</p><p>　　L——制件對型芯的包容長度22mm；</p><p>　　--模具型芯脫模斜度

94、1度；</p><p>　　——塑料的泊松比0.394；</p><p>　　f——制件與型芯之間的摩擦系數(shù)0.5.</p><p>　　A——型芯在脫模方向上的投影面積、</p><p>　　所以 F=411+11.304=422.304N</p><p><b>　　2推桿直徑的計算&l

95、t;/b></p><p><b>　　d=</b></p><p>　　式中 k——安全系數(shù)1.5；</p><p>　　L——推桿長度80mm;</p><p>　　F——脫模力422.304N；</p><p><b>　　N——推桿數(shù)目1；</b><

96、;/p><p>　　E——鋼材的彈性模量（45鋼）235MPa;</p><p>　　所以 d=11.5mm</p><p>　　1）采用簡單脫模機構，在動模一側(cè)施加一次頂出力，就可以實現(xiàn)塑件脫模的機構稱為簡單脫模機構。通常包括頂桿(或推桿)脫模機構等。</p><p>　　2）頂桿多用T8A或T10A材料，頭部淬火硬度達50HRC以上，表面

97、粗糙度取Ra值小于0.8μm，和頂桿孔呈H8/f8配合。頂桿是模具標準件。</p><p>　　第八章 注射機工藝參數(shù)校核</p><p>　　第1節(jié) 最大注射壓力校核 </p><p><b>　　按注射壓力校核</b></p><p><b>　　P1≥P2；</b></p&

98、gt;<p>　　上式右120≥90符合要求；</p><p>　　式中 P1——注射機允許的最大注壓力</p><p>　　P2塑件成型所需的注射壓力MPa,取70—90MPa；</p><p>　　第2節(jié) 最大注射量校核</p><p>　　注塑機的最大注塑量應大于制品的質(zhì)量或體積(包括流道及澆口凝料和飛邊),通常注塑機

99、的實際注塑量最好是注塑機的最大注量的80%。所以，選用的注塑機最大注塑量應滿足</p><p>　　V=αV=0.8×20=16cm</p><p>　　式中 V——模具型腔和流道的最大容積；</p><p>　　V——指定型號與規(guī)格的注射機注射容積 該注射機取255cm；</p><p>　　α——注射系數(shù)可取0.75～0.

100、85 這里取0.8；</p><p>　　倘若實際注射量過小，注射機的塑化能力得不到發(fā)揮，塑料在料筒中停留時間就會過長，所以最小注射量容積 </p><p>　　V =0.25V=0.25×20=5cm</p><p>　　故每次注射的實際注射量容積V應滿足 V＜V＜V </p><p>　　而 V=7.47 cm ，

101、 符合要求。</p><p><b>　　第3節(jié) 鎖模力校核</b></p><p><b>　　所需鎖模力計算</b></p><p>　　F==130×0.4=52N </p><p>　　而 F=200kN≥F 符合要求。</p><p>　　第4節(jié) 安

102、裝尺寸校核</p><p><b>　　8.4.1噴嘴尺寸</b></p><p>　　1.主流道的小端直徑D大于注射機噴嘴d，通常為</p><p>　　D=d+(0.5～1)mm</p><p>　　對于該模具d=3mm(見表2.1) 取4=5mm，符合要求。</p><p>　　2.主流道入

103、口的球面半徑SR應大于注射機噴嘴球半徑SR，通常為</p><p>　　SR=SR+(1～2)mm</p><p>　　對于該模具SR=12mm(見表2.1) 取SR=13mm，符合要求。</p><p>　　8.4.2.最大與最小模具厚度</p><p>　　模具厚度H應滿足 H＜H＜H；</p><p>　　式中

104、 H=50mm， H=250mm；</p><p>　　而該套模具厚度 H=20+40+20+20+32+50=182mm， 符合要求。</p><p>　　第5節(jié) 開模行程和推出機構的校核</p><p>　　8.5.1 開模行程校核</p><p><b>　　開模行程 H</b></p>&l

105、t;p>　　≥H+H+（5～10）mm</p><p>　　式中 ——注射機動模板的開模行程(mm) 取300mm；</p><p>　　H——塑件推出行程(mm) 取15mm；</p><p>　　H——塑件高度(mm) 其值為30mm</p><p>　　H=17+32+25+（5～10）=79～84mm小于300， 符合

106、要求。</p><p>　　8.5.2推出機構校核</p><p>　　該注射機推出行程為90mm，大于H=15mm， 符合要求。</p><p>　　第九章 模架的確定和標準件的選用</p><p>　　以上內(nèi)容計算確定之后，便可以根據(jù)計算結果選定模架了。設計時，模架的部分可參照模板標準尺寸來繪圖，但在生產(chǎn)設計中，盡可能選用標準模架，確定

107、出標準模架的形式、規(guī)格及標準代號，這樣能大大縮短模具的制造周期，提高企業(yè)經(jīng)濟效益。</p><p>　　模架尺寸確定之后，對模具有關零件要進行必要的強度校核或剛度計算，以校核所選模架是否適當，尤其對于大型的模具是尤為重要的。</p><p><b>　　第1節(jié) 模架的確定</b></p><p>　　由前面型腔的布置以及相互位置尺寸，在根據(jù)成型

108、零件尺寸結合標準模架系列，選用結構形式為A1型標準模架，結構如圖9-1所示，模架尺寸為160mm×200mm的標準模架，可符合要求。 </p><p>　　模架上所有的螺釘都采用內(nèi)六角螺釘(節(jié)省工作空間)，模具表面盡量不要有突出部分，模具外表面應光潔，加涂防銹油。兩模板之間應有分模間隙，即在裝配、調(diào)試、維修過程中，可以方便的分開兩塊模板。</p><p><b>　　圖

109、9-1 模架結構</b></p><p><b>　　模架標準件的選用</b></p><p>　　9.2.1 定模座板</p><p>　　定模座板尺寸(200mm×200mm、厚20mm)。</p><p>　　定模座板是模具與注塑機連接固定的板，材料為45鋼。</p><p

110、>　　通過4個M6的內(nèi)六角圓柱螺釘與定模型腔板連接；定位圈通過4個M8的內(nèi)六角圓柱螺釘與其相連；定模座板與澆口套采用H8/g7的配合。</p><p><b>　　9.2.2 定模板</b></p><p>　　定模型腔板尺寸(160mm×200mm、厚40mm)。 </p><p>　　用于固定上型芯(凸模固定板)、導套。該板

111、應有一定的厚度，并有足夠的強度，一般材料選用45鋼，最好調(diào)質(zhì)230HB～270HB ,熱處理淬硬50HRC～55HRC。</p><p>　　其上的導套孔與導套一端采用H7/k6配合，定模型腔板與澆口套采用H8/g7配合；與組合型芯采用H7/m6配合。</p><p>　　9.2.4 動模固定板</p><p>　　支承板尺寸(160mm～200mm、厚32mm)。

112、</p><p>　　該套模具的下型芯和導柱都固定在支撐板上，材料選用45鋼較好，熱處理淬硬43HRC～48HRC。</p><p>　　其上的導柱與導柱孔采用H7/k6配合；與下型芯采用H7/f7配合；推桿孔與推桿采用H7/d6配合；拉料桿孔與拉料桿采用H9/e8配合。</p><p><b>　　9.2.5 支撐板</b></p>

113、;<p>　　動模固定板尺寸(94mm×160mm、厚40mm)。</p><p>　　固定板應具有較高的平行度和硬度。材料一般選用45鋼。</p><p>　　其上的推桿孔與推桿采用H7/d6配合；拉料桿孔與拉料桿采用H7/e8配合。</p><p><b>　　9.2.6 墊塊</b></p><

114、p>　　墊塊尺寸(32mm×140mm、厚50mm)。</p><p><b>　　1.主要作用</b></p><p>　　在動模座板與動模固定板之間形成推出機構的動作空間，同時起到調(diào)節(jié)模具的總厚度，以適應注射機的模具安裝厚度要求。</p><p><b>　　2.結構形式</b></p>

115、<p>　　可以是平行墊塊或拐角墊塊，該模具采用平行墊塊。</p><p><b>　　3.模具材料</b></p><p>　　墊塊材料可為45鋼，也可用Q235、HT200等，該模具采用45鋼制造。</p><p>　　4.墊塊的高度h校核</p><p>　　h≥h+ h+ h+s+=0+20mm+16

116、mm+17mm+5mm=58mm，符合要求。</p><p>　　式中 h——頂出板限位釘?shù)暮穸?，該模具沒有采用限位釘結構，固其值為0；</p><p>　　h——推板厚度，為16mm；</p><p>　　h——推桿固定板厚度，為20mm；</p><p>　　s——推出行程，為17mm；</p><p>　　——

117、推出行程富余量，一般為3mm～6mm，取5mm；</p><p><b>　　9.2.7 推桿</b></p><p><b>　　推桿尺寸(1 </b></p><p>　　材料為45鋼。用4個M6的內(nèi)六角圓柱螺釘與推桿固定板固定。</p><p>　　9.2.8 推桿固定板</p>

118、<p>　　推板固定板尺寸(94mm×160mm、厚12.5mm)。</p><p>　　材料為45鋼。其上的推桿固定孔與推桿采用H7/d6配合；拉料桿孔與拉料桿采用H7/n6配合。</p><p>　　9.2.9 動模座板</p><p>　　動模座板(160mm×2000mm、厚20mm)。</p><p>

119、;　　通過4個M6的內(nèi)六角圓柱螺釘與墊塊、動模固定板、支承板連接，材料為45鋼。</p><p>　　該套模具屬小型模具，排氣量很小，而且采用了整體式型芯，側(cè)澆口設在分型面處，模具的模溫只要求在90°C以下，因此本設計中都不單獨開設排氣槽，且無需設計加熱裝置與冷卻系統(tǒng)。</p><p><b>　　第十章 模具的裝配</b></p><p

120、>　　裝配模具是模具制造過程中的最后階段，裝配精度直接影響到模具的質(zhì)量、壽命和各部分的功能。模具裝配過程是按照模具技術要求和相互間的關系，將合格的零件連接固定為組件、部件直至裝配為合格的模具。</p><p>　　在模具裝配過程中，對模具的裝配精度應控制在合理的范圍內(nèi)，模具的裝配精度包括相關零件的位置精度，相關的運動精度，配合精度及接觸只有當各精度要求得到保證，才能使模具的整體要求得到保證。</p&g

121、t;<p>　　塑料模的裝配基準分為兩種情況，一是以塑料模中和主要零件臺定模，動模的型腔，型芯為裝配基準；另一種是已有導柱導套塑料模架的。因該模具使用標準模架，而只能使用后一種方法。</p><p>　　第1節(jié) 模具的裝配程序及工藝</p><p>　　10.1.1 裝配程序</p><p><b>　　1. 定裝配基準；</b>

122、</p><p>　　2. 配前要對零件進行測量，合格零件必須去磁并將零件擦拭干凈；</p><p>　　3. 整各零件組合后的累積尺寸誤差，如各模板的平行度要校驗修磨，以保證模板組裝密合，分型面吻合面積不小于80%，間隙不得小于溢料最小值，防止產(chǎn)生飛邊；</p><p>　　4. 在裝配過程中盡量保持原加工尺寸的基準面，以便總裝合模調(diào)整時檢查；</p>

123、<p>　　5. 組裝導向系統(tǒng)并保證開模合模動作靈活，無松動和卡滯現(xiàn)象；</p><p>　　6. 試模合格后打上模具標記，包括模具編號、合模標記及組裝基面；</p><p>　　7. 最后檢查各種配件、附件等零件，保證模具裝備齊全，另外在裝配過程中應嚴防零件在裝配過程中磕、碰、劃傷和銹蝕。</p><p>　　10.1.2 模具零件的裝配工藝<