2017畢業(yè)論文-心型臺燈塑料注塑模具設計

1、<p>　　襄樊職業(yè)技術學院（畢業(yè)）論文</p><p>　　心型臺燈塑料注塑模具設計</p><p>　　專 業(yè)：模具設計與制造</p><p><b>　　學 生： </b></p><p><b>　　指導教師：</b></p><p>　　教學單

2、位：機械電子信息工程學院</p><p><b>　　學 號： </b></p><p>　　畢 業(yè) 屆：2009</p><p><b>　　2009年6月4日</b></p><p><b>　　鄭重聲明</b></p><p>　　本設計系本

3、人在彭超老師指導下獨立完成的設計，本人擁有自主知識產權，沒有抄襲、剽竊他人成果，由此造成的知識產權糾紛由本人負責。</p><p><b>　　學生： </b></p><p>　　2009年 6月4 日</p><p>　　畢 業(yè) 設 計 課 題 任 務 書</p><p><b>　　目 錄</b&

4、gt;</p><p>　　1 注塑件的設計……………………………………………………………………………………1</p><p>　　1.1功能設計……………………………………………………………………………………1</p><p>　　1.2材料選擇………………………………………………………………………………………1</p><p>　　1.3

5、結構設計……………………………………………………………………………………2</p><p>　　1.3.1對塑件的修改說明……………………………………………………………………2</p><p>　　1.3.2 壁厚…………………………………………………………………………………… 2</p><p>　　1.3.3 脫模斜度…………………………………………………………

6、………………………3</p><p>　　1.3.4加強肋……………………………………………………………………………………3</p><p>　　1.3.5 圓角………………………………………………………………………………………3</p><p>　　1.4塑件的尺寸精度及表面質量……………………………………………………………4</p><p&g

7、t;　　1.4.1尺寸精度………………………………………………………………………………4</p><p>　　1.4.2塑件的表面質量………………………………………………………………………4</p><p>　　2 模具設計……………………………………………………………………………………4</p><p>　　2.1 塑料配方說明………………………………………………

8、………………………4</p><p>　　2.2 分型面的確定……………………………………………………………………………5</p><p>　　2.3型腔數目的確定…………………………………………………………………………… 5</p><p>　　2.4澆口確定……………………………………………………………………………6</p><p>　　

9、2.5模具材料的選擇…………………………………………………………………………6</p><p>　　2.6澆注系統(tǒng)設計…………………………………………………………………………6</p><p>　　2.6.1主流道…………………………………………………………………………… 7</p><p>　　2.6.2分流道………………………………………………………………………

10、………7</p><p>　　2.6.3冷料穴………………………………………………………………………………8</p><p>　　2.6.4澆口…………………………………………………………………………………8</p><p>　　2.6.5剪切速率的校核…………………………………………………………………9</p><p>　　2.7模架的確定

11、……………………………………………………………………………10</p><p>　　2.7.1型腔壁厚和底版厚度計算……………………………………………………………10</p><p>　　2.7.2模架的選用……………………………………………………………………………11</p><p>　　2.8導向與定位機構………………………………………………………………………

12、 12 </p><p>　　致謝……………………………………………………………………………………………… 13</p><p>　　參考文獻…………………………………………………………………………………………… 14</p><p>　　附錄………………………………………………………………………………………………………… 15</p>

13、<p>　　心型臺燈塑料注塑模具設計</p><p><b>　　學生:羅傳</b></p><p><b>　　指導教師:彭超</b></p><p>　　機械電子信息工程學院</p><p><b>　　摘要 </b></p><p>　　

14、塑料工業(yè)是當今世界上增長最快的工業(yè)門類之一，而注塑模具是其中發(fā)展較快的種類，因此，研究注塑模具對了解塑料產品的生產過程和提高產品質量有很大意義。</p><p>　　本設計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構與工作原理，對注塑產品提出了基本的設計原則；詳細介紹了冷流道注射模具澆注系統(tǒng)、溫度調節(jié)系統(tǒng)和頂出系統(tǒng)的設計過程，并對模具強度要求做了說明；最后介紹了當今世界上最為普及的三維CAD/CAM系統(tǒng)

15、標準軟件PRO/ENGNEER的PROGRAM模塊，對導柱和導套進行了參數化設計。</p><p>　　通過本設計，可以對注塑模具有一個初步的認識，注意到設計中的某些細節(jié)問題，了解模具結構及工作原理；通過對PROGRAM的學習，可以建立較簡單零件的零件庫，從而有效的提高工作效率。</p><p><b>　　關鍵詞： </b></p><p>

16、　　塑料模具、參數化、鑲件、分型面</p><p><b>　　1 注塑件的設計</b></p><p><b>　　1.1 功能設計</b></p><p>　　功能設計是要求塑件應具有滿足使用目的功能,并達到一定的技術指標.該塑件是日用品,承受外力的幾率不大,如沖擊載荷,振動,摩擦等情況比較少;塑件的工作溫度是室溫,這

17、使得在材料選擇時對熱變形溫度,脆化溫度,分解溫度的要求降低;作為一種日用品,生產批量應該是大批大量生產,這樣,就必須考慮生產成本和模具壽命,在材料的選擇時要綜合各種因素;此外,塑料都會老化,作為一種光學用品,還要考慮到材料的光氧化等問題.</p><p><b>　　1.2 材料選擇</b></p><p>　　通常,選擇塑件的材料依據是它所處在的工作環(huán)境及使用性能的

18、要求,以及原材料廠家提供的材料性能數據.對于常溫工作狀態(tài)下的結構件來說,要考慮的主要是材料的力學性能,如屈服應力,彈性模量,彎曲強度,表面硬度等.該塑件對材料的要求首先必須是透光性好,其次才是成型難易和經濟性問題.由于和機械加工一樣要考慮到加工工藝問題，模具成型也要考慮到材料的注塑特性，在各特點都相差無幾的情況下，好的成型特性是選擇材料的主要標準，經過綜合考慮，我們主要要求是價格和透光度,其它如拉伸強度,斷裂伸長率等則是次要考慮的指標(

19、這由塑件的工作環(huán)境決定),最終選定PS為塑件材料.因為除了質脆和抗拉強度不如其它兩種材料外，它所擁有的特性符合我們的塑件要求，但這些不是我們主要考慮的。</p><p>　　1.3 結構設計 圖1-1 原始零件圖</p><p>　　塑料制件的結構工藝性是指塑件結構對成型工藝方法的適應性.在塑料生產過程中,一方面成型會對塑件的結

20、構,形狀,尺寸精度等諸方面提出要求,以便降低模具結構的復雜程度和制造難度,保證生產出價廉物美的產品;另一方面,模具設計者通過對給定塑件的結構工藝性進行分析,弄清塑件生產的難點,為模具設計和制造提供依據.</p><p>　　1.3.1 對塑件的修改說明 </p><p>　　塑件要求能夠放置一對7#電池，安放小燈泡，外接系帶，所以要考慮到電池和燈泡的固定，開關的安放問題，關于零件的造型

21、圖如圖1-1所示. </p><p>　　（1）外型輪廓；原零件2D圖的心型曲線不規(guī)則,如圖1-1和1-2所示。在用PRO/E造型時總會造成曲面不能加厚的問題,用修剪曲面的辦法雖然能解決加厚問題,但整個塑件也不規(guī)則,給后續(xù)工作帶來不便.所以在保證基本外型的前提下對尺寸做了修改,目的是為了造型。</p><p>　?。?）結構；原圖形有兩個小而薄的吊耳,且置于塑件外端,考慮到所有

22、PS料硬而脆,這會使得兩個吊耳極易損壞,所以,改兩個吊耳為一個,設計吊耳,開關,燈泡在塑件中心位置,如圖1.2所示,這樣起到吊掛作用又不易損壞.設計凹槽使兩半燈罩配合,設置了三個鎖位加強. 最終確定的尺寸如圖1.3所示。</p><p>　　1.3.2 壁厚 圖1-2 原始零件圖

23、 </p><p>　　各種塑件,不論是結構件還是板壁,根據使用要求具有一定的厚度,以保證其力學強度.一般地說,在滿足力學性能的前提下厚度不宜過厚,不僅可以節(jié)約原材料,降低生產成本,而且使塑件在模具內冷卻或固化時間縮短,提高生產率;其次可避免因過厚產生的凹陷,縮孔,夾心等質量上的缺陷.以下是PS的壁厚推薦值：最小壁厚0.75mm小型件壁厚1.25mm中型件壁厚1.6mm大型件壁厚3.2~5

24、.4mm</p><p>　　該塑件屬于中小型件,從圖上看,塑件邊緣的壁很厚,達到5mm,殼體取中型件壁厚1.6mm,這樣使得整個塑件的壁厚是不均勻的,但若減小邊緣壁厚,則對塑件的推出不利,而且有可能使電池不能安裝. 邊緣壁厚可用來放置推桿或推板。</p><p>　　1.3.3 脫模斜度 </p><p>

25、　　由于塑件成型時冷卻過程中產生收縮,使其緊箍</p><p>　　在凸模或型芯上,為了便于脫模,防止因脫模力過</p><p>　　大而拉壞塑件或使其表面受損,與脫模方向平行的塑件</p><p>　　內,外表面都應具有合理的斜度.以下是PS的脫模斜度推薦值:</p><p>　　制件外表面 制件內表面</p><

26、;p>　　35′~1.35° 30′~1°</p><p>　　塑件內表面在造型時就有弧度,如果要有</p><p>　　脫模斜度就是在凹槽和鎖位處,這不僅對脫模 圖1-3 修改后的產品零件圖</p><p>　　有好處，而且可以更好的鎖緊。</p><p>　

27、　1.3.4 加強肋</p><p>　　塑件上適當設置的加強肋可以防止塑件的翹曲變形；沿著物料流動方向的加強肋還能降低充模阻力，提高融體流動性，避免氣泡，縮孔和凹陷等現(xiàn)象的產生。在該塑件中的加強肋起到引導物料流動的作用同時又對電池進行定位，高度比分型面低1mm，脫模斜度取2度，頂部倒圓角，低部倒角R，寬度取0.5T。通常加強肋的設計原則為高度低（過高時容易在彎曲和沖擊負荷作用下受損），寬度小，而數量多為好（塑

28、件形狀所允許的情況下）。</p><p><b>　　1.3.5 圓角</b></p><p>　　塑件上各處的輪廓過度和壁厚連接處，一般采用圓角連接，有特殊要求時才采用尖角結構。尖角容易產生應力集中，在受力或受沖擊載荷時會發(fā)生破裂。圓角不僅有利于物料充模，同時也有利于融料在模具型腔內的流動和塑件的脫模。圓角的取值與應力集中的關系遵循R/T函數關系，當R/T=0.6以

29、后應力集中變的緩和，該塑件大部分的圓角取R1，較大值取到R3。加強肋的圓角半徑值關系如表1-1所示。</p><p>　　表1-1 肋的圓角半徑值關系表</p><p>　　塑件上其它的特征還有如孔，螺紋，嵌件，鉸鏈，文字和花紋等，各個特征都有其設計原則和特殊功能，因為該塑件沒有涉及，所以就不一一介紹</p><p>　　1.4 塑件的尺寸精度及表面質量</

30、p><p><b>　　1.4.1尺寸精度</b></p><p>　?。?）尺寸精度的選擇；塑件的尺寸精度是決定塑件制造質量的首要標準，然而，在滿足塑件使用要求的前提下，設計時總是盡量將其尺寸精度放低一些，以便降低模具的加工難度和制造成本。對塑件的精度要求，要具體分析，根據裝配情況來確定尺寸公差，該塑件是一般民用品，所以精度要求為一般精度即可，但是由于要保證兩半殼體的閉

31、合，所以在凹槽和鎖位處應該對精度要求高些，對其要有公差配合要求，應選擇高精度。根據精度等級選用表，PS的高精度為2級，一般精度為3級。根據塑件尺寸公差表，在公稱尺寸在100~120范圍內，取MT2B級的公差數值為0.52 mm，MT3B級的公差數值為0.78 mm。</p><p>　　（2）尺寸精度的組成及影響因素；制品尺寸誤差構成為：</p><p>　　=+++

32、 （1—1）</p><p>　　式中 ——制件總的成型誤差； ——塑料收縮率波動所引起的誤差；</p><p>　　——模具成型零件制造精度所引起的誤差； ——模具磨損后所引起的誤差；</p><p>　　——模具安裝，配合間隙引起的誤差；</p><p>　　

33、影響塑料制品尺寸精度的因素比較復雜，歸納有以下三個方面。</p><p>　　（1）模具—— 模具各部分的制造精度是影響制件尺寸精度重要的因素。</p><p>　　（2）塑料材料—— 主要是收縮率的影響，收縮率大的尺寸精度誤差就大。</p><p>　?。?）成型工藝—— 成型工藝條件的變化直接造成材料的收縮，從而影響尺寸精度。</p><p&

34、gt;　　1.4.2塑件的表面質量</p><p>　　表面質量是一個相當大的概念，包括微觀的幾何形狀和表面層的物理-力學性質兩方面技術指標，而不是單純的表面粗糙度問題。塑件的表觀缺陷是其特有的質量指標，包括缺料，溢料與飛邊，凹陷與縮癟，氣孔，翹曲等。模具的腔壁表面粗糙度是塑件表面粗糙度的決定性因素，通常要比塑件高出一個等級。該塑件要求對型腔拋光，所以對粗糙度的要求比較高，查表得PS拋光后順紋路方向的表面粗糙度為

35、0.02m，垂直紋路方向的表面粗糙度為0.26m。</p><p><b>　　2 模具設計</b></p><p>　　2.1 塑料配方說明</p><p>　　塑料配方設計是塑料制品成型加工中在加工設備和工藝參數確定之后所必須進行的重要環(huán)節(jié),設計水平的高低直接關系到塑料制品的最終使用性能的優(yōu)劣,也是應用現(xiàn)代技術對塑料進行改性的過程,其技術含

36、量極高.一個成功配方的產生是多年實踐經驗與應用高新技術的結局.塑料是以高分子聚合物為主要成分,加入一定量添加劑而組成的一種混合物,添加劑是由一系列為改變塑料的某些性能而添加的混合物,通常為填充劑,增塑劑,穩(wěn)定劑,潤滑劑,著色劑等.根據PS的特性及使用性能要求,配方中應含有以下添加劑.</p><p>　　填充劑——玻璃微珠；PS成型后易產生內應力,添加玻璃微珠使塑料的流動性好,殘余內應力分布均勻,使光的漫反射率為

37、80%~88%。</p><p>　　增韌劑——SBS,ABS,EPR；PS的沖擊性能很差,是一種十分脆的材料,增韌改性是必須的。</p><p>　　光穩(wěn)定劑——氧化鋅；塑料制品在日光或強熒光下，，由于吸收紫外光的能量，引發(fā)氧化反應，導致聚合物降解，使制品的外觀或內在性能變壞，這一過程稱為光氧化或光老化。</p><p>　　潤滑劑——硬脂酸及其鹽類；對塑料的表面

38、去潤滑作用,防止塑料在成型加工時黏模,同時提高塑料制品表面光潔度。</p><p>　　著色劑——粉紅色；在塑料制品中，需要著色的大約占80%左右，著色的目的有1：增加制品美感，以吸引消費者的購買欲望2：提高產品的耐候性，主要是通過著色劑防紫外線功能而實現(xiàn)的。</p><p>　　抗菌劑——磷酸鋯系銀離子抗菌劑；考慮到該產品人們可能會作為玩具把玩,因此需要做此設計.很多塑料制品的表面會滋生

39、致病細菌，與人接觸后可能導致如感冒，咽炎，流行性腦膜炎，肺結核等疾病的傳播。塑料抗菌改性是在樹脂中加入抗菌劑，其逸出塑料表面后，可將沾在塑料表面的細菌殺死或抑制細菌的繁殖，保持自身的清潔狀態(tài)。</p><p>　　2.2 分型面的確定 </p><p>

40、;　　根據分型面的選擇原則： </p><p>　?。?）便于塑件脫模； </p><p>　　（2）在開模時盡量使塑件留在動模； 2-1 分型面的位置&

41、lt;/p><p>　?。?）外觀不遭到損壞；</p><p>　?。?）有利于排氣和模具的加工方便。</p><p>　　結合該產品的結構,分型面確定在塑件的最大投影面積上.如圖3-1所示。</p><p>　　2.3型腔數目的確定</p><p>　　注塑模的型腔數目,可以是一模一腔,也可以是一模多腔,在型腔數目的

42、確定時主要考慮以下幾個有關因素：</p><p>　　（1）塑件的尺寸精度；</p><p>　?。?）模具制造成本；</p><p>　　（3）注塑成型的生產效益；</p><p>　?。?）模具制造難度。</p><p>　　考慮到該塑件是一般日用品,查手冊得塑件的經濟精度推薦4級,這個產品是兩個殼件的組合,所以初

43、定為一模兩腔最合理.排列形式如圖2-2所示。</p><p>　　2.4澆口確定</p><p>　　PS料的流動性好,可適用于各種澆口,為了不影響外觀,簡化模局結構,確定使用側澆口。</p><p>　　2.5模具材料的選擇</p><p>　　現(xiàn)有的模具模架已經標準化,所以在模具材料的選擇時主要是根據制品的特性和使用要求選擇合理

44、的型腔和型芯材料.如何合理的選擇模具鋼,是關系到模具質量的前提條件,如果選材不當 圖2-2 型腔的排布形式</p><p>　　則所有的精密加工所投入的工時,設備費用將浪費。</p><p>　　在選擇模具鋼時,首先必須考慮材料的使用性能和工藝性能,從使用性能考慮:硬度是主要指標之一,模具在高應力作用下欲保持尺寸不變,必須有足夠的硬度,當承受沖擊載荷時還要考慮折斷,崩刃問題

45、,所以韌性也是一重要指標,耐磨性是決定模具壽命的重要因素,從PS特性看,這三項指標是必須要滿足的,此外還有紅硬性,抗壓屈服強度和抗彎強度和熱疲勞能力的指標。</p><p>　　從工藝性能考慮:要熱加工工藝好,加工溫度范圍寬,冷加工性能如切削,銑削,拋光等加工性能好,此外還要考慮淬透性和淬硬性,熱處理變形和氧化脫碳等性能.另外從經濟考慮,要求材料來源廣,價格低。</p><p>　　查手冊

46、選擇模仁的材料是4Cr13.屬馬氏體類型不銹鋼,該鋼機械加工性能較好,經熱處理(淬火及回火)后,具有優(yōu)良的耐腐蝕性能,拋光性能,較高的強度和耐磨性,適于制造承受高負荷,高耐磨及在腐蝕介質作用下的塑料模具,透明塑料制品模具等.有關參數如下:</p><p>　　物理性能。臨界溫度（℃）AC1：820 ； AC3： 1100；</p><p>　　線膨脹系數：10.5(在20~10

47、0℃)</p><p>　　熱導率：27.6W.(M.K)-1 (在20℃左右)</p><p>　　彈性模量（MP）210000~223500 (20℃左右)</p><p><b>　　2.6澆注系統(tǒng)設計</b></p><p>　　注塑模的澆注系統(tǒng)是指模具中從注塑機噴嘴開始到型腔入口為止的塑料熔體的流動通道，它

48、由主流道，分流道，冷料穴和澆口組成。它向型腔中的傳質，傳熱，傳壓情況決定著塑件的內在和外表質量，它的布置和安排影響著成型的難易程度和模具設計及加工的復雜程度，所以澆注系統(tǒng)是模具設計中的主要內容之一。</p><p><b>　　2.6.1主流道</b></p><p>　　主流道是連接注塑機的噴嘴與分流道的一段通道，通常和注塑機的噴嘴在同一軸線上，斷面為圓形，有一定

49、的錐度，目的是便于冷料的脫模，同時也改善料流的速度，因為要和注塑機相配，所以其尺寸與注塑機有關.</p><p>　　主要參數： 錐角=3°；內表面粗糙度Ra=0.63；小端直徑D=d+(0.5~1)mm；</p><p>　　半徑R=R+(1~2)mm；材料T8A；</p><p>　　由于主流道要與高溫的塑料熔體和噴嘴反復接觸和碰撞，所以

50、主流道部分常設計成可拆卸的主流道澆口套，以便選用優(yōu)質的鋼材單獨加工和熱處理。</p><p>　　2.6.2分流道 </p><p>　　分流道是主流道與澆口之間的通道，一般開設在分型面上，起分流和轉向作用，分流道的長度取決于模具型腔的總體布置和澆口位置，分流道的設計應盡可能短，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2-1所示。</p><

51、;p>　　表2-1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的比值來表示流道的效率，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，所以一般是制成梯形流道。在該模具上取圓形斷面形狀，直徑為6mm。</p><p>　　2.6.3冷

52、料穴</p><p>　　冷料穴一般位于主流道對面的動模板上，或處于分流道末端，其作用是存放料流前端的冷料，防止冷料進入型腔而形成冷接縫，此外，開模時又能將主流道凝料從定模板中拉出，冷料穴的尺寸 圖2-3 冷料穴的尺寸

53、 宜稍大于主流道大端的直徑，長度約為主流道大端直徑，冷料穴的尺寸如圖2-3所示：</p><p><b>　　2.6.4澆口</b></p><p>　　澆口是連接分流道與型腔的一段細短的通道，它是澆注系統(tǒng)的關鍵部分，澆口的形狀，數量，尺寸和位置對塑件的質量影響很大，澆口的主要作用有兩個，一是塑料熔體流經的通道，二是澆口的適時凝固可控制保壓

54、時間。澆口的類型有很多，有點澆口，側澆口，直接澆口，潛伏式澆口等，各澆口的應用和尺寸按塑件的形狀和尺寸而定，該模具采用側澆口，其有以下特性:</p><p>　　①形狀簡單，去除澆口方便，便于加工，而且尺寸精度容易保證；</p><p>　?、谠嚹r如發(fā)現(xiàn)不當，容易及時修改；</p><p>　?、勰芟鄬Κ毩⒌乜刂铺畛渌俣燃胺忾]時間；</p><

55、p>　　④對于殼體形塑件，流動充填效果較佳。</p><p>　　(1) 側澆口深度尺寸H的確定</p><p>　　H=nt =0.6×1.6 = 0.96mm </p><p>　　n塑料系數PS料取0.6； t塑件在澆口位置處的壁厚，該設計取殼體中間壁厚t=1.6 mm。</p><p>　　(經驗

56、數據表明，H的取值范圍在0.5~2.0mm之間，若按澆口處壁厚計算則H=0.6×5=3mm,超出了經驗值，而且由于澆口是易磨損部位，所以開始時取小值是有好處的，這有利于以后的修模)</p><p>　　(2) 側澆口寬度尺寸W的確定</p><p>　　W= （2-1）</p><p>　　A型腔一側

57、的表面積: A=V/t ；</p><p>　　V澆注體積 ：V=53.9×10mm； t取平均壁厚=3.3mm 取3mm。</p><p>　　W===2.68 取3mm </p><p>　　2.6.5剪切速率的校核</p><p>　　生產實踐表明，當注射模主流道和分流道的剪切速率R=5×10~5

58、×10S、澆口的剪切速率R=10~10S時，所成型的塑件質量最好。對一般熱塑性塑料，將以上推薦的剪切速率值作為計算依據，可用以下經驗公式表示：</p><p>　　R= （2-2）</p><p>　　式中 q——體積流量（CM/S）；R——澆注系統(tǒng)斷面當量半徑（CM）。</p><p>

59、　　（1）主流道剪切速率校核</p><p>　　Q=0.8Q/T =73.95÷1.5=49.3 （CM/S） </p><p>　　T注射時間，T=1.5（S）； </p><p>　　R==0.27（CM） </p><p>　　R主流道的平均當量截面半徑；</p><p>　　d

60、主流道小端直徑 ， d=0.4 （CM）； d主流道大端直徑，d=0.68（CM）</p><p>　　R== =2.63×10 S </p><p>　　（2）分流道剪切速率的校核 </p><p>　　第一級分流道： Q= = =27（CM/S） </p><

61、;p><b>　　R=0.3（CM）</b></p><p>　　R= = =1.05×10 S </p><p>　　第二級分流道： Q=（CM/S） </p><p>　　因為當量半徑和第一級，相同所以，R= R/2 5×10 S</p><p>　　

62、（3）澆口剪切速率的校核</p><p>　　R= ==1.42×10 S </p><p>　　Q= Q=13.5（cm/s）； 澆口面積S=1×3=3mm,當量面積S=R 取R=1mm。 </p><p>　　從以上的計算結果看，流道與澆口剪切速率的值都落在合理的范圍內，證明流道與澆口的尺寸取值是合理的。</p><

63、;p><b>　　2.7模架的確定 </b></p><p>　　2.7.1型腔壁厚和底版厚度計算</p><p>　　在注塑成型過程中，型腔主要承受塑料熔體的壓力，因此模具型腔應該具有足夠的強度和剛度。如果型腔壁厚和底版的厚度不夠，當型腔中產生的內應力超過型腔材料本身的許用應力[]時，型腔將導致塑性變形，甚至開裂。與此同時，若剛度不足將導致過大的彈性變形，從而

64、產生型腔向外膨脹或溢料間隙。因此，有必要對型腔進行強度和剛度的計算，尤其對重要的，精度要求高的大型塑件的型腔，不能僅憑經驗確定。</p><p>　　根據大型模具按剛度條件設計，按強度校核；小型模具按強度條件設計，按剛度校核原則：模具結構形式如圖2-4所示：</p><p><b>　　側壁厚度計算公式：</b></p><p><b&g

65、t;　　圖（2-4）</b></p><p>　　S≧() </p><p><b>　　=()</b></p><p><b>　　=20.91 mm</b></p><p>　　式中 C—與型腔深度對型腔側壁長邊邊長之比h/L有關的系數；查表C=1；

66、 </p><p>　　——型腔壓力，取30MP； ——型腔深度，=40；</p><p>　　E——模具材料的彈性模量（MP），E取2.1×10；</p><p>　　[]——剛度條件，即允許變形量(mm)，取[]=0.04;</p><p>&l

67、t;b>　　底板厚度計算公式：</b></p><p>　　≧（） （2-4）</p><p>　　=（）=46.02 mm</p><p>　　——由底板短邊與長邊邊長之比決定的系數；查表=0.026；</p><p>　　——型腔壓力，取30MP；</p&g

68、t;<p>　　——底版短邊長度(mm)，=180；E——模具材料的彈性模量（MP），E取2.1×10；</p><p>　　[]——剛度條件，即允許變形量(mm)，取[]=0.04;</p><p>　　2.7.2模架的選用</p><p>　　注塑模模架國家標準有兩個，即GB/T12556——1990《塑料注射模中小型模架及其技術條件》和

69、GB/T12555——1990《塑料注射模大型模架》。前者適用于模板尺寸為B×L≤560mm×900mm；后者的模板尺寸B×L為（630mm×630mm）～（1250mm×2000mm）。由于塑料模具的蓬勃發(fā)展，現(xiàn)在在全國的部分地區(qū)形成了自己的標準，該設計采用龍記標準模架。</p><p>　?。?）模仁尺寸的確定</p><p>　　因為

70、采用的是整體式凹模和整體式凸模，所以模仁的大小可以任意制定，模仁所承受的力最終是傳遞到凸、凹模上，從節(jié)約材料和見效模具尺寸出發(fā)，模仁的值取的越小越好，但實際中因為要考慮冷卻因素，又因為經過模仁的冷卻系統(tǒng)比經過模仁外部的冷卻系統(tǒng)效率高，所以為了給冷卻系統(tǒng)留有足夠的空間，該設計取模仁的大小為180×302 mm。</p><p>　?。?）凸、凹模尺寸的確定</p><p>　　凸、

71、凹模受力的作用，其尺寸需要進行強度或剛度校核來確定。根據3.3.3的計算結果，只要凹模長邊的寬度滿足12 mm就可以達到剛度要求，理論上只要取大于12 mm的值就滿足設計要求，但考慮到導柱和導套、螺釘、冷卻水孔等對模架強度、剛度的削弱作用，實際生產中都取比理論值大得多的值，在本設計中，在長度方向，取模仁到模具邊的單邊寬度為45 mm，在寬度方向，取模仁到模具邊的單邊寬度為49 mm（實際生產中寬度方向的邊值一般比長度方向的邊值大）。所以

72、凸、凹模尺寸為270×400 mm。</p><p>　?。?）模具高度尺寸的確定</p><p>　　各塊板的厚度已經標準化，所需要的只是選擇，如何選擇合理的厚度，這里有兩個尺寸需要注意：</p><p>　　①凸模底板厚度和凹模底板厚度；在注射成型時型腔中有很大的成型壓力，當塑件和凝料在分型面上的投影面積很大時，若凸模底板厚度不夠，則極有可能使模架發(fā)生

73、變形或者破壞，所以凸模底板厚度尺寸需要校核才能確定，根據2.7.1知道，厚度滿足46可滿足要求，為了安全，取底板厚度為50 mm，。凹模的底板因為是與注塑機的工作臺接觸的，所受的力傳遞到工作臺上，所以凹模底板的厚度同樣只要留有走冷卻系統(tǒng)的空間就可以，該設計取凹模底板厚度為30 mm。</p><p>　?、谕瓢逋瞥鼍嚯x；在分模時塑件一般是黏結在型芯上的，需要推桿或推板推出一定的距離才能脫離型芯，該塑件的高度為18

74、 mm左右，黏結在型芯上的尺寸約15 mm左右，所以當推出距離為15 mm時就能使塑件和型芯分離。如果C板（即模腳）的高度太小，則推出的距離不夠而使塑件不能脫離型芯，如圖2-5所示：</p><p><b>　　需要滿足關系：</b></p><p>　　H－h(huán)1－h(huán)2－h(huán)3－h(huán)＞0 </p><p><b>　　H——C

75、板高度；</b></p><p><b>　　h1——擋銷高度；</b></p><p><b>　　h2——推板厚度；</b></p><p>　　h3推桿固定板厚度； </p><p><b>　　h——推出距離； </b></p><p&

76、gt;　　完成了以上的工作，確定模具尺寸為270×400 mm，A板厚度70 mm，B板厚度80 mm，C板厚度 圖2-5 推出距離關系 100，為了保證凸、凹模不碰傷，A板和B板之間取1 mm間隙。</p><p>　　為了起吊模具，模具上都設有吊環(huán)，關于模具吊環(huán)的說明見附1</p><p>　　2.8導向與定位機構</p&g

77、t;<p>　　注射模的導向機構主要有導柱導向和錐面定位兩種類型。導柱導向機構用于動、定模之間的開合模導向和脫模機構的運動導向。錐面定位機構用于動、定模之間的精密對中定位。</p><p>　　導柱：國家標準規(guī)定了兩種結構形式，分為帶頭導柱和有肩導柱，大型而長的導柱應開設油槽，內存潤滑劑，以減小導柱導向的摩擦。若導柱需要支撐模板的重量，特別對于大型、精密的模具，導柱的直徑需要進行強度校核。</

78、p><p>　　導套：導套分為直導套和帶頭導套，直導套裝入模板后，應有防止被拔出的結構，帶頭導柱軸向固定容易。</p><p>　　設計導柱和導套需要注意的事項有：</p><p>　?。?）合理布置導柱的位置，導柱中心至模具外緣至少應有一個導柱直徑的厚度；導柱不應設在矩形模具四角的危險斷面上。通常設在長邊離中心線的1/3處最為安全。導柱布置方式常采用等徑不對稱布置，或

79、不等直徑對稱布置。</p><p>　?。?）導柱工作部分長度應比型芯端面高出6~8 mm，以確保其導向與引導作用。</p><p>　　（3）導柱工作部分的配合精度采用H7/f7，低精度時可采取更低的配合要求；導柱固定部分配合精度采用H7/k6；導套外徑的配合精度采取H7/k6。配合長度通常取配合直徑的1.5~2倍，其余部分可以擴孔，以減小摩擦，降低加工難度。</p>&l

80、t;p>　?。?）導柱可以設置在動?；蚨＃O在動模一邊可以保護型芯不受損壞，設在定模一邊有利于塑件脫模。</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　經過三個月的畢業(yè)設計忙碌之后，設計最終完成，心理有一種說不出的輕松，設計過程中遇到許多的問題，在眾多師友的幫助下予以解決。首先要感謝彭超老師對我的指導和督促，老師給我指出了正確的設計方向，使我加

81、深了對知識的理解,同時也避免了在設計過程中少走彎路，老師的督促使我一直把畢業(yè)設計放在心理，保證按質按量的完成；要感謝我的同學，是大家營造了良好的學習環(huán)境，在做設計的過程中互幫互助，使我的CAD和PRO/E操作水平比以前有了很大提高，同時較全面的掌握了Word的編輯功能；還要感謝那些把借閱證讓我借書的同學，使得我查閱資料非常方便；還要感謝我的同學在我最需要電腦的時候給我提供電腦，使我能夠按時完成畢業(yè)設計。</p><p

82、>　　大學生活至此劃上了圓滿的句號，在襄樊職業(yè)技術學院這塊土地上有眾多莘莘學子辛勤的耕耘，在這塊土地上我健康快樂的成長，我永遠不會忘記可敬的老師和可親的同學，我永遠記得這片土地。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1]李建軍，李德群主編 ．模具設計基礎及模具CAD [M]．機械工業(yè)出版社，2005． </p>&

83、lt;p>　　[2]鄧明等編著．現(xiàn)代模具制造技術[M]．化學工業(yè)出版社，2005．</p><p>　　[3]二代龍震工作室編著．PRO/MOLDESIGN Wildfire 2.0 模具設計[M]．電子工業(yè)出版社，2005．</p><p>　　[4]中國塑料機械信息網 WWW.SLJX.CN 首頁 ， 行業(yè)咨詢 ， 2006-4-19．</p><p&

84、gt;　　[5]葉久新，王群主編．塑料制品成型及模具設計[M]．湖南科學技術出版社，2005．</p><p>　　[6]孫玉芹等主編．機械精度設計基礎[M]．科學出版社，2004．</p><p>　　[7]陳再枝，藍德年編著．模具鋼手冊[M]．冶金工業(yè)出版社，2002．</p><p>　　[8]（美國）T．A．奧斯瓦德，L．特恩格 P．J．格爾曼編著，吳其曄譯

85、．注射成型手冊[M]．化學工業(yè)出版社，2005．</p><p>　　[9]洪慎章編著．實用注塑成型及模具設計[M]．機械工業(yè)出版社，2006．</p><p>　　[10]中國模具工業(yè)協(xié)會標準件委員會編．中國模具標準件手冊[M]．上?？茖W普及出版社，1989．</p><p>　　[11]（加拿大）H．瑞斯著，朱元吉譯．模具工程——第二版[M]化學工業(yè)出版社，20

86、05．</p><p>　　[12]王文廣，田雁主編．塑料配方設計——第二版[M]．化學工業(yè)出版社，2004．</p><p>　　[13]詹友剛編著．PRO/ENGINEER中文野火版2.0基礎教程[M]．清華大學出版社．</p><p>　　[14]李預斌編著．精通PRO/ENGINEER中文野火版[M]．中國青年出版社．</p><p>

87、;　　[15]張沛頎等編著．PRO/ENGINEER野火版進階設計[M]．人民郵電出版社，2004．</p><p>　　[16]李世國等編著．PEO/ENGINEER WILDFIRE中文版范例教程[M]．機械工業(yè)出版社，2004．</p><p>　　[17]姜俊杰等編著．PRO/ENGINEER WILDFIRE高級事例教程[M]．中國水利水電出版社，2004．</p>

88、;<p>　　[18]張祥杰等編著．PRO/ENGINEER 模具設計WILDFIRE[M]．中國鐵道出版社，2004．</p><p>　　[19]《塑料模具技術手冊》編委會編著．塑料模具技術手冊[M]．機械工業(yè)出版社，2001．</p><p>　　[20]伍先明等編著．塑料模具設計指導[M]．國防工業(yè)出版社，2006．</p><p>　　[21

89、]大連理工大學工程畫教研室編著．機械制圖（第四版）[M]．高等教育出版社，2002．</p><p><b>　　附錄</b></p><p>　　附1：吊環(huán)螺釘的強度驗證：</p><p>　　模具整體尺寸近似為400×270×300 mm，則體積為V=3.24×10 m。</p><p>

90、;　　模具材料的密度取SM45鋼為計算標準，因為模具的大部分材料是45鋼，=7.81T/ m。</p><p>　　質量M=·V=3.24×10×7.81=0.25 T（模具實際質量小于該值，因為C板處有空位）。</p><p>　　根據機械設計手冊資料表明：單個吊環(huán)螺釘M16的最大起吊重量為0.63T，所以強度足夠。</p><p>

91、　　附2：[]的取值過程</p><p>　　附表1 T8鋼的組織對性能的影響</p><p>　　對于塑性材料，當其應力達到屈服極限時，將產生很大的塑性變形，此時桿件雖然未斷裂，但已無法正常使用，所以將其屈服極限作為極限應力。對于脆性材料，由于沒有屈服階段，應力達到強度極限時才破壞，則以強度極限作為極限應力。為了保證桿件在外力作用下，能安全可靠地工作，應使其工作應力小于材料的極限應力，

92、使桿件的強度留有一定的儲備。因此，一般把極限應力除以一個大于1的安全系數n,作為設計應力的最大允許值，稱為許用應力，用[]表示。</p><p>　　對于塑性材料：[]=一般規(guī)定：n=1.5~2.0</p><p>　　為了保證強度的足夠，取屈服強度小的球狀珠光體形；安全系數取大值2.0。</p><p>　　[]==147.5取[]=150</p&g

93、t;<p>　　附3：國營北江機械廠模具標準件分廠產品規(guī)格：</p><p><b>　　帶頭導柱</b></p><p><b>　　主要技術指標</b></p><p>　　1.材料： T8A，T10A，GCr15,鋼20。</p><p>　　2.熱處理：HRC50~55