殼體類注射模具畢業(yè)設(shè)計(jì) 塑料材料分析

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　塑料工業(yè)是當(dāng)今世界上增長(zhǎng)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(duì)了解塑料產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程和提高產(chǎn)品質(zhì)量有很大意義。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(duì)注塑產(chǎn)品提出了基本的設(shè)計(jì)原則；該產(chǎn)品選用ABS材料，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

2、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程，并對(duì)模具強(qiáng)度要求做了說(shuō)明，通過(guò)本設(shè)計(jì)，可以對(duì)注塑模具有一個(gè)初步的認(rèn)識(shí)，注意到模具設(shè)計(jì)中的某些細(xì)節(jié)問(wèn)題，了解模具結(jié)構(gòu)及工作原理。</p><p>　　本套模具設(shè)計(jì)通過(guò)三維軟件Pro/E對(duì)其造型，分析以及建模，并運(yùn)用其插件EMX生成標(biāo)準(zhǔn)模架及模具標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)件。詳細(xì)介紹了一套塑料模具設(shè)計(jì)的全部過(guò)程。</p><p>　　關(guān)鍵詞：塑料模具; ABS材料; 模具設(shè)計(jì); 三維軟件Pro/

3、E</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　The plastics industry in the world grows one of now quickest industry classes, but the injection mold is develops the quick type, therefore, the r

4、esearch injection mold to understood that the plastic product the production process and improves the product quality to have the very big significance. This design introduced injection molding's basic principle, spe

5、cially single is divided the profile to inject mold's structure and the principle of work, to cast the product to propose the basic princi</p><p>　　This set of mold design get through three-dimensional s

6、oftware Pro/E to set modeling, analysis and modeling, use of the plug-in EMX produce standard model base and mold standard structure. Introduces a set of plastic mold all process design in detail.</p><p>　　K

7、ey word: Plastic mold; ABS material; Mold design; three-dimensional software Pro/E</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1. 緒論1</b></p><p>　　1.1 課題來(lái)源及意義1<

8、;/p><p>　　1.2 模具工業(yè)在經(jīng)濟(jì)中的地位1</p><p>　　1.3 模具國(guó)內(nèi)外發(fā)展趨勢(shì)及存在的問(wèn)題1</p><p>　　2. 塑料材料分析4</p><p>　　2.1 塑料材料的基本特征4</p><p>　　2.2 塑件材料成型性能4</p><p>　　2.3

9、 塑件材料主要用途4</p><p>　　3. 塑件的工藝分析6</p><p>　　3.1 塑件尺寸及精度7</p><p>　　3.2 塑件表面粗糙度7</p><p>　　3.3 塑件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)7</p><p>　　3.4 塑件的體積和質(zhì)量8</p><p>　　4

10、. 注射成型工藝方案及模具結(jié)構(gòu)的分析和確定9</p><p>　　4.1 注射成型工藝過(guò)程分析9</p><p>　　4.2 澆口種類的確定10</p><p>　　4.3 按注射機(jī)的最大注射量確定型腔數(shù)目10</p><p>　　4.4 計(jì)算澆注系統(tǒng)的體積，其初步設(shè)定方案如下12</p><p>

11、　　4.5 注塑機(jī)選擇12</p><p>　　5. 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)14</p><p>　　5.1 主流道的設(shè)計(jì)15</p><p>　　5.2 分流道的設(shè)計(jì)16</p><p>　　5.3 分型面的選擇設(shè)計(jì)原則18</p><p>　　5.4 澆口的設(shè)計(jì)19</p><p&

12、gt;　　5.5 冷料穴的設(shè)計(jì)20</p><p>　　6. 確定主要零件結(jié)構(gòu)尺寸選模架、成型零部件的設(shè)計(jì)22</p><p>　　6.1 成型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)22</p><p>　　6.2 成型零部件的工作尺寸計(jì)算22</p><p>　　6.3 成型零部件的強(qiáng)度與剛度計(jì)算24</p><p>　

13、　7. 模架的選擇22</p><p>　　8. 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)26</p><p>　　8.1 導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)26</p><p>　　8.1.1 導(dǎo)柱設(shè)計(jì)原則26</p><p>　　8.1.2 導(dǎo)柱尺寸26</p><p>　　8.2 導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)26</p><p>

14、　　8.2.1 材料26</p><p>　　8.2.2 形狀27</p><p>　　8.3 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)27</p><p>　　8.3.1 推件力的計(jì)算28</p><p>　　8.3.2 推桿的設(shè)計(jì)28</p><p>　　9. 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)30</p><p&g

15、t;　　9.1 確定冷卻水道直徑30</p><p>　　10. 模具排氣槽的設(shè)計(jì)32</p><p><b>　　11. 校核33</b></p><p><b>　　總 結(jié)34</b></p><p><b>　　致 謝35</b></p>

16、;<p><b>　　參考文獻(xiàn)36</b></p><p><b>　　1. 緒論</b></p><p>　　1.1 課題來(lái)源及意義</p><p>　　本課題來(lái)自日常生活中常見(jiàn)的塑料制品。所選課題是920前蓋的設(shè)計(jì)。包含了模具的基本結(jié)構(gòu)，沒(méi)有側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)和斜頂機(jī)構(gòu)，屬于中低等難度的塑料模具。本設(shè)計(jì)介

17、紹了注射成型的基本原理，對(duì)注塑產(chǎn)品提出了基本的設(shè)計(jì)原則。還分別介紹了塑料模具的一般設(shè)計(jì)方法、設(shè)計(jì)步驟、材料的選取、材料性能、結(jié)構(gòu)和用途的分析等。詳細(xì)介紹了注射模具的材料及工藝分析，澆注系統(tǒng)、主要零部件、推出機(jī)構(gòu)、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程，并對(duì)模具強(qiáng)度要求做了說(shuō)明，以及模具的各種工藝參數(shù)的確定與校核等。亦介紹了模架選取的方法和校核注射機(jī)的各種工藝參數(shù)等。在模具制造中運(yùn)用了現(xiàn)代先進(jìn)的線切割、電火花成型加工和數(shù)控加工等加工技術(shù)。綜合利

18、用三維pro/e和二維Auto CAD進(jìn)行設(shè)計(jì)并繪制各種非標(biāo)準(zhǔn)零件圖紙。在設(shè)計(jì)中附有大量的模具結(jié)構(gòu)圖和各種說(shuō)明圖片。說(shuō)明書(shū)已詳細(xì)地闡述設(shè)計(jì)的全過(guò)程。</p><p>　　通過(guò)對(duì)模具設(shè)計(jì)專業(yè)的學(xué)習(xí)，掌握了常用材料在成型過(guò)程中對(duì)模具的工藝要求，掌握模具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及設(shè)計(jì)計(jì)算的方法，以達(dá)到能夠獨(dú)立設(shè)計(jì)一般模具的要求。在模具制造方面，掌握一般機(jī)械加工的知識(shí)，金屬材料的選擇和熱處理，結(jié)合模具結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，根據(jù)不同情況選用模具加

19、工新工藝。</p><p>　　此次畢業(yè)設(shè)計(jì)能夠?qū)σ陨细鞣矫娴囊蠹右造`活運(yùn)用，綜合檢驗(yàn)大學(xué)期間所學(xué)的知識(shí)；此次設(shè)計(jì)除文字?jǐn)⑹鐾?，其?jì)算公式及相關(guān)設(shè)計(jì)原則等資料均來(lái)自教材和圖書(shū)館叢書(shū)中查取，并采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。</p><p>　　1.2 模具工業(yè)在經(jīng)濟(jì)中的地位</p><p>　　模具是工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)用的重要工藝裝備，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，60%-90%的工業(yè)產(chǎn)品需要使用

20、模具，模具工業(yè)已成為工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，許多新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和研制在很大程度上都依賴于模具生產(chǎn)，根據(jù)國(guó)際生產(chǎn)技術(shù)協(xié)會(huì)的預(yù)測(cè)，21世紀(jì)機(jī)械制造工業(yè)的零件，其粗加工的75%和精加工的50%都依靠模具完成，因此，模具工業(yè)已經(jīng)成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)工業(yè)。據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)資料表明，塑料成型模具的應(yīng)用在各類模具的應(yīng)用中占有與沖壓模并駕齊驅(qū)的“老大”位置。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)與國(guó)際的接軌和國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展，塑料制件的應(yīng)用快速上升，模具設(shè)計(jì)與制造和塑料成型的各類企業(yè)

21、日益增多，塑料成型工業(yè)在基礎(chǔ)工業(yè)中的地位和對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的影響日益重要。</p><p>　　1.3 模具國(guó)內(nèi)外發(fā)展趨勢(shì)及存在的問(wèn)題</p><p>　　近年來(lái),我國(guó)塑料模具業(yè)發(fā)展相當(dāng)快，目前，塑料模具在整個(gè)模具行業(yè)中約占30%左右，而在整個(gè)塑料模具市場(chǎng)以注塑模具需求量最大。隨著模具制造行業(yè)的發(fā)展，許多企業(yè)開(kāi)始追求提高產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)效率,縮短設(shè)計(jì)周期及制造周期,降低生產(chǎn)成本，最大限度地提高模

22、具制造業(yè)的應(yīng)變能力等目標(biāo)。新興的模具CAD技術(shù)很大程度上實(shí)現(xiàn)了企業(yè)的愿望。近年來(lái)，CAD技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越普遍和深入, 大大縮短了模具設(shè)計(jì)周期, 提高了制模質(zhì)量和復(fù)雜模具的制造能力。</p><p>　　作為重要組成部分之一—?dú)んw，它的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及質(zhì)量也式非常重要的。目前，主要采用注射成型的方法得到殼體，用這種方法生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)是：成型周期短，能一次成型外形復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，對(duì)各種塑料的適應(yīng)性強(qiáng)，生產(chǎn)效率高。殼體采用的材料主要

23、有：聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）等。由于ABS綜合性能好，沖擊韌性好，機(jī)械強(qiáng)度高，易于成型和機(jī)械加工等優(yōu)點(diǎn)，常采用其作為殼體材料。</p><p>　　殼體注射模CAD主要研究的是注射模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及分析(CAD)、模具結(jié)構(gòu)分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)(CAE)、輔助制造(CAM)。塑料模具CAD集成技術(shù), 就是把塑料模具制造過(guò)程所涉及的各項(xiàng)單元技術(shù)集成起來(lái), 統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫(kù)和文件傳輸格式,

24、實(shí)現(xiàn)信息集成和數(shù)據(jù)資源共享, 從而大大縮短模具的設(shè)計(jì)制造周期, 提高制模質(zhì)量。模具的CAD設(shè)計(jì)、分析, 包括根據(jù)產(chǎn)品模型進(jìn)行模具分型面的設(shè)計(jì)、確定型腔和型芯、模具結(jié)構(gòu)的詳細(xì)設(shè)計(jì)、塑料充填過(guò)程分析等幾個(gè)方面。利用先進(jìn)的特征造型軟件如PRO/E、UGII等很容易地確定分型面, 生成上下模腔和模芯, 再進(jìn)行流道、澆口以及冷卻水管的布置等。確定了這些設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)以后, 再利用模具分析軟件(CAE), 如Plastic Advisor、CFLOW進(jìn)行

25、塑料的成形過(guò)程分析。根據(jù)Plastic Advisor軟件和它的豐富的材料、工藝數(shù)據(jù)庫(kù), 通過(guò)輸入成形工藝參數(shù), 可動(dòng)態(tài)仿真分析塑料在注塑模腔內(nèi)的注射過(guò)程流動(dòng)情況(含多澆口注射時(shí)的塑料匯流紋分析)、分析溫度壓力變化情況、分析注塑件殘余應(yīng)力等, 根據(jù)分析情況來(lái)檢查模具結(jié)構(gòu)的合理性、流動(dòng)狀態(tài)的合理性、產(chǎn)品的質(zhì)量問(wèn)題等。比如是否存在澆注系</p><p>　　我國(guó)塑料模具行業(yè)和國(guó)外先進(jìn)水平相比，主要有以下問(wèn)題：<

26、/p><p>　　(1) 工藝裝備落后。雖然部分企業(yè)經(jīng)過(guò)近幾年的技術(shù)改造, 工藝裝備水平已經(jīng)比較先進(jìn), 有些三資企業(yè)的裝備水平也并不落后于國(guó)外, 但大部分企業(yè)的工藝裝備仍比較落后。更主要的是我們的企業(yè)組織協(xié)調(diào)能力差, 難以整合或調(diào)動(dòng)社會(huì)資源為我所用, 從而就難以承接比較大的項(xiàng)目。</p><p>　　(2) 創(chuàng)新能力弱。一方面是技術(shù)人員比例低、水平不夠高, 另一方面是科研開(kāi)發(fā)投入少, 更重要的

27、是觀念落后, 對(duì)創(chuàng)新和開(kāi)發(fā)不夠重視。模具企業(yè)不但要重視模具的開(kāi)發(fā), 同時(shí)也要重視產(chǎn)品的創(chuàng)新。</p><p>　　(3) 體制和人才問(wèn)題的解決尚待時(shí)日。在社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)中, 競(jìng)爭(zhēng)性行業(yè), 特別是像模具這樣依賴于特殊用戶, 需單件生產(chǎn)的行業(yè),國(guó)有和集體所有制原來(lái)的體制和經(jīng)營(yíng)機(jī)制已顯得越來(lái)越不適應(yīng)。人才的數(shù)量和素質(zhì)也跟不上行業(yè)的快速發(fā)展。雖然各地都在努力解決這兩個(gè)問(wèn)題, 但要得到較好解決尚待時(shí)日。</p>

28、;<p>　　(4) 近幾年, 原材料、能源、人工等成本持續(xù)上升, 而模具價(jià)格卻持續(xù)下降, 因此模具企業(yè)的總體利潤(rùn)率不斷下滑。為了發(fā)展, 模具企業(yè)必須在改善管理、提高生產(chǎn)效率, 特別是在創(chuàng)新上下功夫才行。從以前的經(jīng)驗(yàn)型和模仿型設(shè)計(jì)向自主創(chuàng)新設(shè)計(jì)方向發(fā)展, 以及積極采用高新技術(shù)已然成為一種趨勢(shì)。</p><p><b>　　2. 塑料材料分析</b></p><

29、;p>　　2.1 塑料材料的基本特征</p><p>　　我所選用的材料為炳烯腈-丁二稀-苯乙烯共聚物（ABS）。</p><p>　　ABS是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯共聚而成的。這三種組分的各自特性，使ＡＢＳ具有良好的綜合力學(xué)性能。丙烯腈使ABS有良好的耐化學(xué)腐蝕性及表面硬度，丁二烯使ABS堅(jiān)韌，苯乙烯使它有良好的加工性和染色性能。</p><p>　　A

30、BS無(wú)毒、無(wú)味，呈微黃色，成型的塑料件有較好的光澤。密度為1.02~1.05/cm。ABS有極好的抗沖擊強(qiáng)度，且在低溫下也不迅速下降。有良好的機(jī)械強(qiáng)度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化學(xué)穩(wěn)定性和電氣性能。水、無(wú)機(jī)鹽、堿、酸類對(duì)ABS幾乎無(wú)影響，在酮、醛、酯、氯代烴中會(huì)溶解或形成乳濁液，不溶于大部分醇類及烴類溶劑，但與烴長(zhǎng)期接觸會(huì)軟化溶脹。ABS塑料表面受冰醋酸、植物油等化學(xué)藥品的侵蝕會(huì)引起應(yīng)力開(kāi)裂。ABS有一定的硬度和尺寸穩(wěn)定性

31、，易于成型加工。經(jīng)過(guò)色可配成任何顏色。其缺點(diǎn)是耐熱性不高，連續(xù)工作溫度為70度左右，熱變形溫度約為93度左右。耐氣侯性差，在紫外線作用下易變硬發(fā)脆。</p><p>　　根據(jù)ABS中三種組分之間的比例不同，其性能也略有差異，從而適應(yīng)各種不同的應(yīng)用。根據(jù)應(yīng)用不同可分為超高沖擊型、高沖擊型、中沖擊型、低沖擊型和耐熱型等。</p><p>　　2.2 塑件材料成型性能</p>

32、<p>　　ABS易吸水，使成型塑件表面出現(xiàn)斑痕、云紋等缺陷。因此，成型加工前應(yīng)進(jìn)行干燥處理；ABS在升溫時(shí)黏度增高，黏度對(duì)剪切速率的依賴性很強(qiáng)，因此模具設(shè)計(jì)中大都采用側(cè)澆口形式，成型壓力較高，塑件上的脫模斜度宜稍大；易產(chǎn)生熔接痕，模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該注意盡量減小澆注系統(tǒng)對(duì)料流的阻力；在正常的成型條件下，壁厚、熔料溫度對(duì)收縮率影響及小。要求塑件精度高時(shí)，模具溫度可控制在5060，要求塑件光澤和耐熱時(shí)，模具溫度應(yīng)控制在6080。ABS

33、比熱容低，塑化效率高，凝固也快，故成型周期短。</p><p>　　2.3 塑件材料主要用途</p><p>　　ABS在機(jī)械工業(yè)上用來(lái)制造汽車空調(diào)轉(zhuǎn)盤、泵業(yè)輪、軸承、把手、管道、管連接件、蓄電池槽、冷藏庫(kù)和冰箱襯里等，汽車工業(yè)上用ABS制造汽車擋泥板、扶手、熱空氣調(diào)節(jié)導(dǎo)管等，還可用ABS夾層板制小轎車車身。ABS還可用來(lái)制造水表殼，紡織器材，電器零件、玩具、電子琴及收錄機(jī)殼體、食品包

34、裝容器農(nóng)藥噴霧器及家具等。</p><p>　　3. 塑件的工藝分析</p><p>　　本次設(shè)計(jì)的產(chǎn)品為920前蓋，其三維實(shí)體如下圖3-1和3-2所示。</p><p>　　圖3-1 920前蓋外側(cè)</p><p>　　圖3-2 920前蓋內(nèi)側(cè)</p><p>　　在塑件結(jié)構(gòu)工藝性設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮一下幾個(gè)方面的因素：

35、</p><p>　　塑料的各項(xiàng)性能特點(diǎn)，如物理機(jī)械性能、成型工藝性能等。</p><p>　　在保證各項(xiàng)使用性能的前提下，塑件的結(jié)構(gòu)形狀力求簡(jiǎn)單，且有利于充模流動(dòng)、排氣、補(bǔ)縮和高效冷卻硬化或快速受熱固化。</p><p>　　模具的總體應(yīng)使模具零件易于制造，特別是抽芯和脫模機(jī)構(gòu)。</p><p>　　3.1 塑件尺寸及精度</p&

36、gt;<p>　　塑料制品外形尺寸的大小主要取決于塑料品種的流動(dòng)性和注射機(jī)規(guī)格，在一定的設(shè)備和工藝條件下流動(dòng)性好的塑料可以成型較大尺寸的制品，反之成型出的制品尺寸就比較小。從節(jié)約材料和能源的角度出發(fā)，只要能滿足制品的使用要求，一般都應(yīng)將制品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的盡量緊湊，以便使制品的外形尺寸玲瓏小巧些。該塑件的材料為ABS，流動(dòng)性較好，適用于不同尺寸的制品。</p><p>　　塑件的尺寸精度直接影響模具結(jié)構(gòu)

37、的設(shè)計(jì)和模具的制造精度。為降低模具的加工難度和模具的制造成本，在滿足塑件要求的前提下盡量把塑件的尺寸精度設(shè)計(jì)得低一些。由于塑料與金屬的差異很大，所以不能按照金屬零件的公關(guān)等級(jí)確定精度等級(jí)。根據(jù)我國(guó)目前的成型水平，塑件尺寸公差可以參照文獻(xiàn)[1]表3.1塑件公差數(shù)值表（GB/T 14486-1993）標(biāo)準(zhǔn)來(lái)確定。根據(jù)任務(wù)書(shū)和圖紙要求，本次產(chǎn)品尺寸均采用MT3級(jí)精度，未注采用MT5級(jí)精度。</p><p>　　3.2

38、 塑件表面粗糙度</p><p>　　塑料制件的表面粗糙度，除了在成型時(shí)從工藝上盡可能避免冷疤、云紋等疵點(diǎn)外，主要取決于模具成型零件的表面粗糙度。一般模具的表面粗糙度值要比塑件的低1-2級(jí)，塑料制件的表面粗糙度值一般為1.6-0.2um,在模具使用中，由于型腔磨損而使表面粗糙度值不斷加大，應(yīng)隨時(shí)給以拋光復(fù)原。透明制件要求型腔和型芯的表面粗糙度相同，而不透明制件則根據(jù)使用情況而定，非配合表面和隱弊面可取較大的表面

39、粗糙度值，除塑件外表面有特殊要求以外，一般型腔的表面粗糙度值要低于型芯的。</p><p>　　該塑件外部需要的表面粗糙度比內(nèi)部要高許多，為0.2，內(nèi)部為0.4。</p><p>　　3.3 塑件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　（1）脫模斜度</b></p><p>　　由于注射制品在冷卻過(guò)程中產(chǎn)生收縮，因此

40、它在脫模前會(huì)緊緊的包住模具型芯或型腔中突出的部分。為了便于脫模，防止因脫模力過(guò)大拉傷制品表面，與脫模方向平行的制品內(nèi)外表面應(yīng)具有一定的脫模斜度。脫模斜度的大小與制品形狀、壁厚及收縮率有關(guān)。斜度過(guò)小，不僅會(huì)使制品尺寸困難，而且易使制品表面損傷或破裂，斜度過(guò)大時(shí)，雖然脫模方便，但會(huì)影響制品尺寸精度，并浪費(fèi)原材料。通常塑件的脫模斜度約取0.5～1.5°，根據(jù)文獻(xiàn)[1]表3.4常見(jiàn)塑料的脫模斜度可知塑件材料ABS的型腔脫模斜度為35′

41、～1°30′，型芯脫模斜度為30′～40′。根據(jù)920前蓋的實(shí)際情況，現(xiàn)取型腔脫模斜度為1°，型芯脫模斜度為35′。 </p><p><b>　?。?）塑件的壁厚</b></p><p>　　塑件的壁厚是最重要的結(jié)構(gòu)要素，是設(shè)計(jì)塑件時(shí)必須考慮的問(wèn)題之一。塑件的壁厚對(duì)于注射成型生產(chǎn)具有極為重要的影響，它與注射充模時(shí)的熔體流動(dòng)、固化定型時(shí)的冷卻速度和

42、時(shí)間、塑件的成型質(zhì)量、塑件的原材料以及生產(chǎn)效率和生產(chǎn)成本密切相關(guān)。一般在滿足使用要求的前提下，塑件的壁厚應(yīng)盡量小。因?yàn)楸诤裉蟛粌H會(huì)使原材料消耗增大，生產(chǎn)成本提高，更重要的是會(huì)延緩塑件在模內(nèi)的冷卻速度，使成型周期延長(zhǎng)，另外還容易產(chǎn)生氣泡、縮孔、凹陷等缺陷。但如果壁厚太小則剛度差，在脫模、裝配、使用中會(huì)發(fā)生變形，影響到塑件的使用和裝配的準(zhǔn)確性。選擇壁厚時(shí)應(yīng)力求塑件各處壁厚盡量均勻，以避免塑件出現(xiàn)不均勻收縮等成型缺陷。塑件壁厚一般在1～3，

43、最常用的數(shù)值為2～3。根據(jù)所提供的塑件的尺寸，有的地方壁厚為1.5，有的地方壁厚為2.8，均符合要求。</p><p><b>　?。?）塑件的圓角</b></p><p>　　為防止塑件轉(zhuǎn)角處的應(yīng)力集中，改善其成型加工過(guò)程中的充模特性，增加相應(yīng)位置模具和塑件的力學(xué)角度，需要在塑件的轉(zhuǎn)角處和內(nèi)部聯(lián)接處采用圓角過(guò)度。在無(wú)特殊要求時(shí)，塑件的各連接角處均有半徑不小于0.5～

44、1的圓角。一般外圓弧半徑大于壁厚的0.5倍，內(nèi)圓角半徑應(yīng)是壁厚的0.5倍。</p><p><b>　?。?）孔</b></p><p>　　塑料制品上通常帶有各種通孔和盲孔，原則上講，這些孔均能用一定的型芯成型。但當(dāng)孔太復(fù)雜時(shí)，會(huì)使熔體流動(dòng)困難，模具加工難度增大，生產(chǎn)成本提高，困此在塑件上設(shè)計(jì)孔時(shí)，應(yīng)盡量采用簡(jiǎn)單孔型。由于型芯對(duì)熔體有分流作用，所以在孔成型時(shí)周圍易產(chǎn)

45、生熔接痕，導(dǎo)致孔的強(qiáng)度降低，故設(shè)計(jì)孔時(shí)孔時(shí)孔間距和孔到塑件邊緣的距離一般都尖大于孔徑，孔的周邊應(yīng)增加壁厚，以保證塑件的強(qiáng)度和剛度。</p><p>　　3.4 塑件的體積和質(zhì)量</p><p>　　本次設(shè)計(jì)中，塑件的質(zhì)量和體積采用3D測(cè)量，在Pro/E軟件中，使用塑模部件驗(yàn)證功能，可以測(cè)得塑件的質(zhì)量（ABS的密度為1.05），即可以得出該塑件制品的體積V=66.6cm,質(zhì)量M=V

46、15;ρ=66.6cm×1.05=69.93g。</p><p>　　4. 注射成型工藝方案及模具結(jié)構(gòu)的分析和確定</p><p>　　4.1 注射成型工藝過(guò)程分析</p><p>　　根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)、材料及質(zhì)量，確定其成型工藝過(guò)程。注射成型工藝過(guò)程包括成型前的準(zhǔn)備、注射過(guò)程和塑件的后處理三部分。</p><p>　　第一步：為

47、使注射過(guò)程順利和保證產(chǎn)品質(zhì)量，應(yīng)對(duì)所用的設(shè)備和塑料作好以下準(zhǔn)備工作。</p><p>　?。?）成型前對(duì)原材料的預(yù)處理</p><p>　　根據(jù)注射成型對(duì)物料的要求，檢驗(yàn)物料的含水量，外觀色澤，顆粒情況并測(cè)試其熱穩(wěn)定性，流動(dòng)性和收縮率等指標(biāo)，對(duì)原材料進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)熱干燥，ABS材料吸水率極低，成型前一般不必進(jìn)行干燥處理。如有需要，可在70 ～ 80 ℃下干燥2～4 h。</p>

48、<p><b>　?。?）料筒的清洗</b></p><p>　　在初用某種塑料或某一注射機(jī)之前，或者在生產(chǎn)中需要改變產(chǎn)品、更換原料、調(diào)換顏色或發(fā)現(xiàn)塑料中有分解現(xiàn)象時(shí)，都需要對(duì)注射機(jī)（主要是料筒）進(jìn)行清洗或拆換。</p><p>　　柱塞式注射機(jī)料筒的清洗常比螺桿式注射機(jī)困難，因?yàn)橹搅贤矁?nèi)的存料量較大而不易對(duì)其轉(zhuǎn)動(dòng)，清洗時(shí)必須拆卸清洗或者采用專用料筒。

49、對(duì)螺桿式通常是直接換料清洗，也可采用對(duì)空注射法清洗。 </p><p><b>　?。?）脫模劑的選用</b></p><p>　　脫模劑是使塑料制件容易從模具中脫出而敷在模具表面上的一種助劑。一般注射制件的脫模，主要依賴于合理的工藝條件與正確的模具設(shè)計(jì)。在和產(chǎn)上為了順利脫模，常用的脫模劑有：硬脂酸鋅，液體石蠟（白油），硅油，對(duì)ABS材料，可選用硬脂酸鋅，因?yàn)榇嗣撃?/p>

50、除聚酰胺塑料外，一般塑料都可使用。</p><p>　　第二步: 注射成型過(guò)程</p><p>　　完整的注射過(guò)程表面上共包括加料、塑化、注射入模、穩(wěn)壓冷卻和脫模幾個(gè)步驟，但實(shí)際上是塑化成型與冷卻兩個(gè)過(guò)程。</p><p>　　第三步：制件的后處理</p><p>　　注射制件經(jīng)脫?；驒C(jī)械加工后，常需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮筇幚?，目的是為了消除存在的?nèi)

51、應(yīng)力，以改善和提高制件的性能及尺寸穩(wěn)定性。制件的后處理主要有退火和調(diào)濕處理。該塑料制件材料為ABS，就采用退火處理1～3小時(shí)。</p><p>　　4.2 澆口種類的確定</p><p>　　注射模的澆注系統(tǒng)是指模具中從注射機(jī)噴嘴開(kāi)始到型腔為止的塑料流動(dòng)通道。其作用是將塑料熔體充滿型腔并使注射壓力傳遞到各個(gè)部分。澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)的好壞對(duì)塑件性能、外觀及成型難易程度影響很大。它由主流道、分流

52、道、澆口及冷料穴組成。其中澆口的選擇與設(shè)計(jì)恰當(dāng)與否直接關(guān)系到制品能否完好的成型。</p><p>　　為了滿足制品表面光滑的要求與提高成型效率采用側(cè)澆口。該澆口的分流道位于模具的分型面處，澆口橫向開(kāi)設(shè)在模具的型腔處，從塑料件側(cè)面進(jìn)料，因而塑件外表面不受損傷，不致因澆口痕跡而影響塑件的表面質(zhì)量與美觀效果。</p><p>　　4.3 按注射機(jī)的最大注射量確定型腔數(shù)目</p>

53、<p>　　根據(jù) （4-1）</p><p>　　得 (4-2)</p><p>　　注射機(jī)最大注射量的利用系數(shù)，一般取0.8;</p><p>　　注射機(jī)最大注射量，cmз或g; <

54、/p><p>　　澆注系統(tǒng)凝料量，cmз或g；</p><p>　　單個(gè)塑件體積或質(zhì)量，cmз或g；</p><p>　　根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)及尺寸精度要求,該塑件在注射時(shí)采用1模2腔 ，三維模型示意圖如圖4-1所示。</p><p>　　圖4-1 型腔數(shù)目三維示意圖</p><p>　　采用一模兩腔的出模方式，考慮到腔與腔

55、之間的距離，并保證剛度與強(qiáng)度及受力均衡，固采用Y軸對(duì)稱式，收音機(jī)后蓋的排模尺寸是X軸距為160mm。如下圖4-2所示：</p><p>　　圖4-2 型腔位置分布</p><p>　　4.4 計(jì)算澆注系統(tǒng)的體積，其初步設(shè)定方案如下 </p><p>　　圖4-2 澆注系統(tǒng)示意圖</p><p>　　根據(jù)三維模型，利用三維軟件直接可查詢到

56、澆注系統(tǒng)的體積V2=4.4cm</p><p>　　4.5 注塑機(jī)選擇</p><p>　　注塑機(jī)的分類方式很多,目前尚未形成完全統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的分類方法.常用的說(shuō)法有:</p><p>　　（1）按設(shè)備外形特征分類:臥式,立式,直角式,多工位注塑機(jī)；</p><p>　?。?）按加工能力分類:超小型,小型,中型,大型和超大型注塑機(jī)。</p

57、><p>　　此外還有按用途分類和按合模裝置的特征分類,但日常生活中用的較少。</p><p>　　常用的注射速率如表4-1所示。</p><p>　　表4-1 注射量與注射時(shí)間的關(guān)系</p><p>　　根據(jù)塑件的體積初步選定用CJ150M2（臥式）型注塑機(jī)。</p><p>　　注塑機(jī)的主要技術(shù)規(guī)格如下表：</

58、p><p>　　表 4-2 注塑機(jī)的主要參數(shù)</p><p>　　5. 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) </p><p>　　澆注系統(tǒng)是指模具中由注射機(jī)噴嘴到型腔之間的進(jìn)料通道。普通澆注系統(tǒng)一般由主流道、分流道、澆口和冷料穴等四部分組成。圖5-1所示為安裝在臥式注射機(jī)上的注射模具用的澆注系統(tǒng)。</p><p>　　圖5-1 澆注系統(tǒng)示意圖</p>

59、<p>　　澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是模具設(shè)計(jì)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)合理與否對(duì)塑件的性能、尺寸、內(nèi)在的質(zhì)量、外在質(zhì)量及模具的結(jié)構(gòu)、塑料的利用率等有較大影響。對(duì)澆注系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，一般應(yīng)遵循以下基本原則：</p><p>　?。?）了解材料的性能</p><p>　　了解被成型的塑料熔體的流動(dòng)特性、溫度、剪切速率對(duì)粘度的影響十分重要，設(shè)計(jì)的澆注系統(tǒng)一定要適應(yīng)于所用塑料原材料的成型性能，保證成

60、型塑件的質(zhì)量。</p><p>　?。?）盡量避免或減少產(chǎn)生熔接痕</p><p>　　在選擇澆口位置時(shí)，應(yīng)注意避免熔接痕的產(chǎn)生。熔體流動(dòng)時(shí)應(yīng)盡量減少分流的次數(shù)，因?yàn)榉至魅垠w的匯合之處必然會(huì)產(chǎn)生熔接痕，尤其是在流程長(zhǎng)、溫度較低時(shí)對(duì)塑件熔接強(qiáng)度的影響更大。</p><p>　?。?）有利于型腔中氣體的排出</p><p>　　澆注系統(tǒng)應(yīng)能順利地

61、引導(dǎo)塑料熔體充滿型腔的各個(gè)部分，使?jié)沧⑾到y(tǒng)及型腔中原有的氣體能有序的排出，避免因氣阻產(chǎn)生凹陷等缺陷。</p><p>　?。?）防止型芯的變形和嵌件的位移</p><p>　　澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量避免塑料熔體直沖細(xì)小型芯和嵌件，以防止熔體的沖擊力使細(xì)小型芯變形或嵌件位移。</p><p>　　（5）盡量采用較短的流程充滿型腔</p><p>

62、　　在選擇澆口位置的時(shí)候，對(duì)于較大的模具型腔，要力求以較短的流程充滿型腔，使塑料熔體的壓力損失和熱量損失減小到最低限，以保持較理想的流動(dòng)狀態(tài)和有效的傳遞最終壓力，保證塑件良好的成型質(zhì)量。</p><p>　?。?）流動(dòng)距離比的校核</p><p>　　對(duì)于大型或薄壁塑料制件，塑料熔體有可能因其流動(dòng)距離過(guò)長(zhǎng)或流動(dòng)阻力太大而無(wú)法充滿整個(gè)型腔。為此，在模具設(shè)計(jì)過(guò)程中除了考慮采用較短的流程外，還應(yīng)

63、對(duì)其注射成型時(shí)的流動(dòng)距離比進(jìn)行校核，這樣可以避免型腔充滿不足現(xiàn)象的發(fā)生。</p><p>　　5.1 主流道的設(shè)計(jì)</p><p>　　主流道是指澆注系統(tǒng)中從注射機(jī)噴嘴與模具處到分流道為止的塑料熔體的流動(dòng)通道，是熔體最先流經(jīng)模具的部分，它的形狀與尺寸對(duì)塑料熔體的流動(dòng)速度和充模時(shí)間有較大的影響，因此，必須使熔體的溫度降和壓力損失最小。</p><p>　　在臥式注射

64、機(jī)上使用的模具中，主流道垂直于分型面。主流道通常設(shè)計(jì)在模具的澆口套中，如圖5-2所示。為了讓主流道凝料能順利從澆口套中拔出，主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，錐角為2°6°，流道的表面粗糙度Ra0.8um。澆口套一般采用碳素工具鋼材料制造，熱處理淬火硬度5357HRC。</p><p>　　澆口套與模板間配合采用H7/m6的過(guò)渡配合。澆口套與定位圈采用H9/f9的配合。定位圈在模具安裝調(diào)試時(shí)插入注射機(jī)固定模

65、板的定位孔內(nèi)，用于模具與注射機(jī)的安裝定位。定位圈外徑比注射機(jī)定模板上的定位孔小0.2mm以下。</p><p>　　根據(jù)選用型號(hào)注射機(jī)的相關(guān)尺寸得：</p><p>　　噴嘴前端孔徑：=4.0mm；</p><p>　　噴嘴前端球面半徑：=10mm；</p><p>　　根據(jù)模具主流道與噴嘴的關(guān)系</p><p>　　

66、取主流道球面半徑：R=11mm；</p><p>　　取主流道小端直徑：d=4.5mm</p><p>　　為了便于將凝料從主流道中取出，將主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，起斜度為26°此處選用2°，經(jīng)換算得主流道大端直徑為7.8MM。</p><p>　　圖5-2為主流道示意圖。</p><p>　　圖5-2 主流道示意圖<

67、/p><p>　　5.2 分流道的設(shè)計(jì)</p><p>　　分流道是指主流道末端與澆口之間的一段塑料熔體的流動(dòng)通道，一般開(kāi)設(shè)在分型面上，分流道的作用是改變?nèi)垠w流向，使其以平穩(wěn)的流態(tài)均衡地分配到各個(gè)型腔，分流道的長(zhǎng)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5-1所示。</p><p>　　

68、表5-1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(zhǎng)的比值來(lái)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，所以一般是制成圓形流道。在該模具上取圓形斷面形狀，直徑為7mm。</p><p>　　分流道選用圓形截面：直徑D=

69、7mm。</p><p>　　由于分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻，只有內(nèi)部的熔體流動(dòng)狀態(tài)比較理想，因此分流道的表面粗糙度值不要太低，這里選取流道的表面粗糙度為，這可增加外層塑料熔體的流動(dòng)阻力，使外層塑料冷卻皮層固定，形成絕熱層。</p><p>　　根據(jù)分型腔在分型面上的排布情況，分流道可分為一次分流道、二次分流道甚至三次分流道，根據(jù)此次設(shè)計(jì)的型腔的分布，一模兩腔，屬于一次分流道。分

70、流道的長(zhǎng)度應(yīng)盡可能短，結(jié)合此次設(shè)計(jì)，分流道的長(zhǎng)度為36mm。</p><p>　　圖5-3為分流道的三維示意圖。</p><p>　　圖5-3 分流道示意圖</p><p>　　5.3 分型面的選擇設(shè)計(jì)原則</p><p>　　分型面是決定模具結(jié)構(gòu)形式的重要因素，它與模具的整體結(jié)構(gòu)和模具的制造藝有密切關(guān)系，并且直接影響著塑料熔體的流動(dòng)特性

71、及塑料的脫模。</p><p>　　分型面的形式：平直分型面、傾斜分型面、階梯分型面、曲面分型面、瓣合分型面。根據(jù)塑件的特點(diǎn)，此次選用平直分型面，其分型面如圖5-4所示。</p><p><b>　　分型面的設(shè)計(jì)原則：</b></p><p>　　由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、塑件的結(jié)構(gòu)工藝性及精度、形狀以及摧出方法、模

72、具的制造、排氣、操作工藝等多種因素的影響，因此在選擇分型面時(shí)應(yīng)綜合分析。</p><p>　　選擇分型面時(shí)一般應(yīng)遵循以下幾項(xiàng)基本原則：</p><p>　?。?）分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處</p><p>　　（2）確定有利的留模方式，便于塑件順利脫模</p><p>　?。?）保證塑件的精度</p><p>　　

73、（4）滿足塑件的外觀質(zhì)量要求</p><p>　?。?）便于模具制造加工</p><p>　　（6）注意對(duì)在型面積的影響</p><p><b>　?。?）對(duì)排氣效果</b></p><p>　?。?）對(duì)側(cè)抽芯的影響</p><p>　　在實(shí)際設(shè)計(jì)中，不可能全部滿足上述原則，一般應(yīng)抓住主要矛盾，在

74、此前提下確定合理的分型面。</p><p>　　圖5-4 分型面示意圖</p><p>　　5.4 澆口的設(shè)計(jì)</p><p>　　根據(jù)澆口的位置選擇要求，盡量縮短流動(dòng)距離，避免熔體破裂現(xiàn)象引起塑件的缺陷，澆口應(yīng)開(kāi)設(shè)在塑件壁厚處等要求。本設(shè)計(jì)采用邊緣澆口，邊緣澆口（又名為標(biāo)準(zhǔn)澆口、側(cè)澆口） 該澆口相對(duì)于分流道來(lái)說(shuō)斷面尺寸較小，屬于小澆口的一種。邊緣澆口一般開(kāi)在

75、分型面上，具有矩形或近矩形的斷面形狀，其優(yōu)點(diǎn)是澆口便于機(jī)械加工，易保證加工精度，而且試模時(shí)澆口的尺寸容易修整，適用于各種塑料品種，其最大特點(diǎn)是可以分別調(diào)整充模時(shí)的剪切速率和澆口封閉時(shí)間。</p><p>　　該模具采用側(cè)澆口，其有以下特性:</p><p>　　(1)形狀簡(jiǎn)單，去除澆口方便，便于加工，而且尺寸精度容易保證；</p><p>　　(2)試模時(shí)如發(fā)現(xiàn)不當(dāng)

76、，容易及時(shí)修改；</p><p>　　(3)能相對(duì)獨(dú)立地控制填充速度及封閉時(shí)間；</p><p>　　(4)對(duì)于殼體形塑件，流動(dòng)充填效果較佳。</p><p>　　側(cè)澆口寬度和側(cè)澆口深度尺寸計(jì)算的經(jīng)驗(yàn)公式如下：</p><p>　　式中 b——側(cè)澆口寬度，mm；</p><p>　　A——塑件外側(cè)表面積，mm&

77、#178;；</p><p>　　t——側(cè)澆口深度，mm；</p><p>　　——側(cè)澆口處塑件的壁厚，mm。</p><p>　　側(cè)向進(jìn)料的側(cè)澆口，對(duì)于中小型塑件，一般深度t=0.52.0mm，寬度b=1.55.0mm，澆口的長(zhǎng)度l=0.82.0mm。 </p><p>　　此次設(shè)計(jì)的側(cè)澆口的深度t為0.5mm，寬度b為1mm，澆口的長(zhǎng)度l

78、為1.5mm。 </p><p>　　澆口設(shè)計(jì)如圖5-5。</p><p>　　圖5-5 澆口示意圖</p><p>　　5.5 冷料穴的設(shè)計(jì)</p><p>　　冷料穴是澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成之一。冷料穴的作用是容納澆注系統(tǒng)流道中料流的前鋒冷料，以免這些冷料注入型腔。這些冷料既影響熔體充填的速度，有影響成型塑件的質(zhì)量，另外還便

79、于在該處設(shè)置主流道拉料桿的功能。注射結(jié)束模具分型時(shí)，在拉料桿的作用下，主流道凝料從定模澆口套中被拉出，最后推出機(jī)構(gòu)開(kāi)始工作，將塑件和澆注系統(tǒng)凝料一起推出模外。</p><p>　　冷料穴的長(zhǎng)度在812mm，此處取8mm。</p><p>　　冷料穴的設(shè)計(jì)如圖5-6所示：</p><p>　　圖5-6 冷料穴示意</p><p>　　6. 確

80、定主要零件結(jié)構(gòu)尺寸選模架、成型零部件的設(shè)計(jì)</p><p>　　6.1 成型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　成型零部件是決定塑件幾何形狀和尺寸的零件。它是模具的主要部分，主要包括凹模、凸模及鑲件、成型桿和成型環(huán)等。由于塑料成型的特殊性，塑料成型零件的設(shè)計(jì)與冷沖模的凸、凹模設(shè)計(jì)有所不同。由于這些成型零件直接于高溫、高壓的塑件熔體接觸，并且在脫模時(shí)反復(fù)與塑件摩擦，它必須具有如下一些性能

81、：</p><p>　　（1）具有足夠的強(qiáng)度、剛度，以承受塑料熔體的高壓。</p><p>　　（2）具有足夠的硬度、耐磨性，以承受料流的摩擦和磨損。通常進(jìn)行熱處理，使其硬度達(dá)HRC40以上。模腔的應(yīng)力，避免模具在短期工作后即失效。為此，在模腔壓如模套內(nèi)后，二者應(yīng)該預(yù)壓。</p><p>　　此次設(shè)計(jì)的920前蓋，屬于殼體類制件，從結(jié)夠上來(lái)說(shuō)，比較簡(jiǎn)單，沒(méi)有側(cè)向抽芯

82、機(jī)構(gòu)，型芯型腔均采用整體嵌入式。整體嵌入式凹模和凸模結(jié)構(gòu)如圖6-1所示。</p><p>　　圖6-1 整體嵌入式凹模、凸模結(jié)構(gòu)形式</p><p>　　小型塑件采用多型腔模具成型時(shí)，各單個(gè)型腔和型芯采用單獨(dú)加工的方法加工制成，然后采用H7/m6過(guò)渡配合壓入模板中。這種結(jié)構(gòu)加工效率高，裝拆方便，容易保證形狀和尺寸精度。</p><p>　　6.2 成型零部件的工

83、作尺寸計(jì)算</p><p>　　成型零件的工作尺寸是指凹模和型芯直接構(gòu)成塑件的尺寸。例如型腔和型芯的徑向尺寸、深度和高度尺寸、孔間距離尺寸、孔或凸臺(tái)至某成型表面的尺寸、螺紋成型零件的徑向尺寸和螺距尺寸。</p><p>　　型腔、型芯工作部位尺寸的確定：</p><p>　　經(jīng)查有關(guān)資料可知ABS塑料的收縮率是0.4%～0.7%</p><p&g

84、t;　　平均收縮率為: S=（0.4%+0.7%）/2=0.55%</p><p>　　型腔工作部位的尺寸計(jì)算公式： </p><p>　　型腔徑向尺寸 </p><p><b>　　(6.1)</b></p><p>　　型腔高度尺寸 </p><p><b>　　(

85、6.2)</b></p><p>　　型芯徑向尺寸 </p><p><b>　　(6.3)</b></p><p>　　型芯高度尺寸 </p><p><b>　　(6.4)</b></p><p>　　中心距尺寸 </p&

86、gt;<p><b>　　(6.5)</b></p><p>　　式中 L—塑件外型徑向基本尺寸的最大尺寸（mm）</p><p>　　l—塑件內(nèi)型徑向基本尺寸的最小尺寸（mm）</p><p>　　H—塑件外型高度基本尺寸的最大尺寸（mm）</p><p>　　h—塑件內(nèi)型高度基本尺寸的最小尺寸（mm）&

87、lt;/p><p>　　C—塑件中心距基本尺寸的平均尺寸（mm）</p><p>　　x—修正系數(shù)，徑向尺寸公式取1/2～3/4,X=3/4高度或深度尺寸取1/2～2/3,X=2/3</p><p>　　△—塑件公差（mm） △=0.05</p><p>　　—模具制造公差，?。?/3～1/4）△，本次設(shè)計(jì)取=1/3△</p>&

88、lt;p>　　6.3 成型零部件的強(qiáng)度與剛度計(jì)算</p><p>　　在注射成型過(guò)程中，型腔承受塑料熔體的高壓作用，因此模具型腔應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度。強(qiáng)度不足將導(dǎo)致塑性變形，甚至開(kāi)裂。剛度不足將產(chǎn)生過(guò)大彈性變形，導(dǎo)致型腔向外膨脹，產(chǎn)生溢料間隙。為了方便加工和熱處理，其型芯整體鑲嵌式，型腔為鑲嵌形式。因此，在本次設(shè)計(jì)中型腔的強(qiáng)度和剛度按型腔整體式計(jì)算。</p><p>　　按剛度計(jì)算

89、側(cè)壁的厚度S：</p><p>　　矩型型腔受塑料熔體壓力時(shí)，四壁變形，兩長(zhǎng)邊大于兩短邊，當(dāng)長(zhǎng)、短邊側(cè)壁厚度相同時(shí)，長(zhǎng)邊能滿足要求，短邊更無(wú)問(wèn)題，側(cè)壁厚度計(jì)算歸結(jié)為長(zhǎng)邊厚度的計(jì)算。</p><p>　?。īL） （6.6）</p><p>　　式中 S——型腔側(cè)壁厚度（㎜）；</p><p>　

90、　h——型腔側(cè)壁受壓高度（㎜）；</p><p>　　L——型腔長(zhǎng)邊長(zhǎng)度（㎜）；</p><p>　　E——模具材料的彈性模量；</p><p><b>　　p——型腔壓力；</b></p><p>　　[δ]——任一自由邊中點(diǎn)的允許變形量，由塑料寬度公差，由經(jīng)驗(yàn)式計(jì)算決定；</p><p>　　

91、C——常數(shù)，由近似公式計(jì)算；</p><p>　　此次設(shè)計(jì)中h=25.26mm，L=280.6mm，δ=1/3△，C由表查的C=0.062；計(jì)算可得S=34.7mm。</p><p>　　在本設(shè)計(jì)中S（長(zhǎng)邊側(cè)壁）取值，短邊側(cè)壁取值，符合要求。</p><p>　　（2）按剛度計(jì)算底板的厚度（ hs ）：</p><p>　　由兩端平行支架的整

92、體式矩形型腔的底板，可視為受均布載荷四周固定的矩形板，底板的長(zhǎng)邊和短邊分別為L(zhǎng) 和b，其最大翹曲變形發(fā)生在板的中心。</p><p>　?。īL） （6.7）</p><p>　　式中 h——整體式矩形底板厚度（㎜）；</p><p><b>　　P——型腔壓力；</b><

93、;/p><p>　　b——矩形板受力短邊長(zhǎng)度（㎜）；</p><p>　　L——矩形板受力長(zhǎng)邊長(zhǎng)度（㎜）；</p><p>　　E——模具材料的彈性模量；</p><p>　　[δ]——允許變形量，塑件高度公差決定；</p><p>　　C′——由L b之值決定的常數(shù)，查表可得C′ =0.0188</p>&

94、lt;p>　　此次設(shè)計(jì)中b=135.78mm，δ=1/3△；可得h=25.06mm，符合要求。</p><p><b>　　7. 模架的選擇</b></p><p>　　注塑模模架國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)有兩個(gè)，即GB/T12556——1990《塑料注射模中小型模架及其技術(shù)條件》和GB/T12555——1990《塑料注射模大型模架》。由于塑料模具的蓬勃發(fā)展，現(xiàn)在在全國(guó)的部分地

95、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，型號(hào)為：CI-3350-A70-B70-C90。</p><p>　　根據(jù)型芯和型腔尺寸和位置確定模架的結(jié)構(gòu)形式和規(guī)格，通過(guò)調(diào)用Pro/E中的EMX模架塊塊選取模架：</p><p>　　模架的外形尺寸500mmx400mmx300mm</p><p>　　定模固定板500mmx400mmx30mm</p>

96、<p>　　定模板500mmx330mm70mm</p><p>　　動(dòng)模板500mmx330mm70mm</p><p>　　頂桿固定板500mmx210mmx20mm</p><p>　　動(dòng)模固定板500mmx400mmx30mm</p><p><b>　　如圖7-1所示：</b></p>

97、<p>　　圖7-1 模架模型圖</p><p>　　8. 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)</p><p>　　導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用：1）定位作用；2）導(dǎo)向作用；3）承受一定的側(cè)向壓力</p><p>　　8.1 導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)</p><p>　　8.1.1導(dǎo)柱設(shè)計(jì)原則：</p><p>　　(1)為了使導(dǎo)柱能順利地進(jìn)入導(dǎo)套，

98、導(dǎo)柱端部應(yīng)做成錐形或半球形，導(dǎo)套的前端也應(yīng)倒角。</p><p>　　(2)導(dǎo)柱設(shè)在動(dòng)模一側(cè)可以保護(hù)型芯不受損傷，而設(shè)在定模一側(cè)則便于順利脫模取出塑件，因此可根據(jù)需要而決定裝配方式。</p><p>　　(3)一般導(dǎo)柱滑動(dòng)部分的配合形式按H8/f8，導(dǎo)柱和導(dǎo)套固定部分配合按H7/k6，導(dǎo)套外徑的配合按H7/k6。</p><p>　　(4)除了動(dòng)模、定模之間設(shè)導(dǎo)柱、

99、導(dǎo)套外，一般還在動(dòng)模座板與推板之間設(shè)置導(dǎo)柱和導(dǎo)套，以保證推出機(jī)構(gòu)的正常運(yùn)動(dòng)。</p><p>　　(5)導(dǎo)柱的直徑應(yīng)根據(jù)模具大小而定，可參考標(biāo)準(zhǔn)模架數(shù)據(jù)選取。一次分型導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)：導(dǎo)柱固定在固定模板上，與固定模板為H7/m6的過(guò)渡配合。</p><p>　　(6)導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)有兩種：一種是除安裝部分的凸肩外，長(zhǎng)度的其余部分直徑相同，稱為直導(dǎo)柱；另一種是除安裝部分的凸肩外，使安裝部分直徑比外伸

100、的工作部分直徑大，稱為階梯形導(dǎo)柱。直形導(dǎo)柱和階梯形導(dǎo)柱的前端都設(shè)計(jì)為錐形，便于導(dǎo)向。兩種導(dǎo)柱都可以在工作部分帶有儲(chǔ)油槽，以延長(zhǎng)潤(rùn)滑時(shí)間。在該設(shè)計(jì)中采用直形導(dǎo)柱。</p><p><b>　　8.1.2導(dǎo)柱尺寸</b></p><p>　　導(dǎo)柱直徑尺寸隨模具分型面處模板外形尺寸而定，模板尺寸愈大，導(dǎo)柱間的中心距應(yīng)愈大，所以導(dǎo)柱所選的直徑也應(yīng)愈大。除了導(dǎo)柱長(zhǎng)度按模具具體結(jié)

101、構(gòu)確定外，導(dǎo)柱其余尺寸隨導(dǎo)柱直徑而定。根據(jù)查表得導(dǎo)柱的直徑是：30mm；導(dǎo)柱的長(zhǎng)度必須比凸模端面的高度要高出6—8 ㎜，</p><p>　　8.2 導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　8.2.1 材料 </p><p>　　用與導(dǎo)柱相同的材料制造導(dǎo)套，其硬度應(yīng)略低與導(dǎo)柱硬度，這樣可以減輕磨損，一防止導(dǎo)柱或?qū)桌?lt;/p><p>　

102、　8.2.2 形狀 </p><p>　　為使導(dǎo)柱順利進(jìn)入導(dǎo)套，導(dǎo)套的前端應(yīng)倒圓角。導(dǎo)向孔作成通孔，以利于排出孔內(nèi)的空氣。</p><p>　　8.3 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)</p><p>　　注塑模中的脫模機(jī)構(gòu)可以在注塑的每一個(gè)循環(huán)中將塑件從型腔內(nèi)或型芯上自動(dòng)的脫出模外。推桿脫模機(jī)構(gòu)在生產(chǎn)實(shí)際中應(yīng)用廣泛，是脫模機(jī)構(gòu)的典型型式，它一般包括推桿、拉料桿、復(fù)位桿、推桿固

103、定板等組成，當(dāng)開(kāi)模到一定距離時(shí)，注塑機(jī)推出裝置推動(dòng)推板并帶動(dòng)所有推桿、拉料桿和復(fù)位桿一道前進(jìn)，將塑件和澆注系統(tǒng)一起推出模外。合模時(shí)復(fù)位桿首先與定模邊的分型面相接觸，而將推板和所有的復(fù)位桿一道推回原位。</p><p>　　根據(jù)塑件的形狀特點(diǎn)，模具型腔在定模部分，型心在動(dòng)模部分。其推出機(jī)構(gòu)可采用推桿推出機(jī)構(gòu)。</p><p>　　推桿的位置選擇在脫模阻力最大的地方，塑件各處的脫模阻力相同時(shí)需

104、均勻布置，以保證塑件推出時(shí)受力均勻，塑件推出平穩(wěn)和不變形。根據(jù)推桿本身的剛度和強(qiáng)度要求，推桿裝入模具后，起端面還應(yīng)與型腔底面平齊或高出型腔0.05—0.1cm.</p><p><b>　　如圖8-1所示：</b></p><p>　　圖8-1推桿的示意圖</p><p>　　推管推出機(jī)構(gòu)中，推管的精度要求較高，間隙控制較嚴(yán)。</p>

105、;<p>　?。?）推管固定部分的配合</p><p>　　推管的固定與推桿的固定類似，推管外側(cè)與推管固定板以及支撐板之間采用單邊0.5mm的大間隙配合。</p><p>　?。?）推管工作部分的配合</p><p>　　推管工作部分的配合是指推管與型芯之間的配合和推管與成型模板的配合。推管的內(nèi)徑與型芯的配合，當(dāng)直徑較小時(shí)選用H8/f7的配合，當(dāng)直徑較

106、大時(shí)選用H7/f7的配合；推管外徑與模板上孔的配合，當(dāng)直徑較小時(shí)采用H8/f8的配合，當(dāng)直徑較大時(shí)選用H8/f7的配合。此設(shè)計(jì)是屬于直徑較小時(shí)的配合。</p><p>　　8.3.1 推件力的計(jì)算</p><p>　　塑件注射成型后在模內(nèi)冷卻定形，由于體積收縮，對(duì)型芯產(chǎn)生包緊力，塑件從模具中推出時(shí)就必須克服因包緊力而產(chǎn)生的摩擦力。對(duì)底部無(wú)孔的筒、殼類塑料制件，脫模推出時(shí)還要克服大氣壓力

107、。型芯的成型端部，一般均要設(shè)計(jì)脫模斜度。塑件剛開(kāi)始脫模時(shí)，所需的脫模力最大，其后，推出力的作用僅僅為了克服推出機(jī)構(gòu)移動(dòng)的摩擦力。 </p><p>　　對(duì)于一般塑件和通孔殼形塑件，按下式計(jì)算，并確定其脫模力（Q）：</p><p><b>　　(8-1)</b></p><p>　　式中 --型芯或凸模被包緊部分的斷面周長(zhǎng)（

108、cm）;</p><p>　　--被包緊部分的深度（cm）;</p><p>　　--由塑件收縮率產(chǎn)生的單位面積上的正壓力，一般取7.8——11.8MPa；</p><p>　　--磨擦系數(shù)，一般取0.11.2；</p><p><b>　　--脫模斜度；</b></p><p>　　由已知得 L

109、=3925.57mm，H=22.15MM</p><p>　　=17.39(KN)</p><p>　　8.3.2 推桿的設(shè)計(jì)</p><p>　?。?）推桿的強(qiáng)度計(jì)算 查《塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)之二》由式5-97得</p><p>　　d=（） (8-2) </p><p>　　式中 d—

110、—圓形推桿直徑cm</p><p>　　——推桿長(zhǎng)度系數(shù)≈0.7</p><p><b>　　l——推桿長(zhǎng)度cm</b></p><p><b>　　n——推桿數(shù)量</b></p><p>　　E——推桿材料的彈性模量N/(鋼的彈性模量E=2.1107N/)</p><p>

111、<b>　　Q——總脫模力</b></p><p>　　取 D=5mm。</p><p>　　（2）推桿壓力校核 查《塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)》式5-98</p><p>　　= (8-3)</p><p><b>　　取320N/mm²</b></p&

112、gt;<p>　　< 推桿應(yīng)力合格，硬度HRC50～65。</p><p>　　9. 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p>　　注塑模具型腔壁的溫度高低及其均勻性對(duì)成型效率和制品的質(zhì)量影響很大，一般注入模具的塑料熔體的溫度為200～300℃，而塑件固化后從模具中取出的溫度為60～80℃以下，視塑料品種不同有很大差異。為了調(diào)節(jié)型腔的溫度，需在模具內(nèi)開(kāi)設(shè)冷卻水通道，通過(guò)模溫

113、調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)冷卻介質(zhì)的溫度。</p><p>　　高溫塑料熔體在模具型腔內(nèi)凝固并釋放熱量，模具內(nèi)存在著一個(gè)合適的溫度分布，使制品的質(zhì)量達(dá)到最佳。模具溫度調(diào)節(jié)對(duì)制品質(zhì)量的影響主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：</p><p>　?。?）變形，模具溫度穩(wěn)定、冷卻速度均衡可以減小制品的變形；</p><p>　　（2)尺寸精度，利用模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)保持模具溫度的恒定，能減小制品成形

114、收縮率的波動(dòng)，提高制品尺寸精度的穩(wěn)定性；</p><p>　　（3）力學(xué)性能，從減小制品應(yīng)力開(kāi)裂的角度出發(fā)，降低模溫是有利的；</p><p>　　（4）表面質(zhì)量，提高模具溫度能夠改善制品表面質(zhì)量，過(guò)低的模溫會(huì)使制品輪廓不清晰并產(chǎn)生明顯的融接痕，導(dǎo)致制品表面粗糙度過(guò)大。</p><p>　　冷卻水回路布置的基本原則： a) 冷卻水道應(yīng)盡量多，b) 截面尺寸應(yīng)盡量大；