組塑模具課程設計

1、<p><b>　　目錄</b></p><p>　　序言---------------------------------------------------- 1</p><p>　　明確設計任務------------------------------------------- 3</p><p>　　塑件成型工藝性分析-

2、------------------------------------- 4</p><p>　　塑件成型工藝性分析-------------------------------------- 5</p><p>　　四、澆注系統(tǒng)形式和澆口的設計------------------------------------------------- 10</p><p

3、>　　五、成型零件的結構設計和計算------------------------------------------------ 13</p><p>　　六、模架的確定和標準件的選用------------------------------------------------ 15</p><p>　　七、合模導向機構的設計-------------------------

4、-------------------------------- 15</p><p>　　八、脫模推出機構的設計---------------------------------------------------------- 16</p><p>　　九、排氣系統(tǒng)的設計--------------------------------------------------------

5、------- 18</p><p>　　十、溫度調節(jié)系統(tǒng)的設計--------------------------------------------------------- 18</p><p>　　十一、模具主要零件的加工工藝------------------------------------------------- 20</p><p>　　十

6、二、模具的裝配------------------------------------------- 25</p><p>　　十三、模具加工周期和成本核算----------------------------------------- 25</p><p>　　十四、模具的保養(yǎng)------------------------------------------- 27<

7、;/p><p>　　總結------------------------------------------------------------------------------------ 28</p><p>　　參考文獻------------------------------------------------------------------------------ 29&

8、lt;/p><p><b>　　設計任務書</b></p><p><b>　　產品名稱: 膠帽</b></p><p>　　型腔數: 一模十六腔</p><p><b>　　材料: HDPE</b></p><p>　　收縮率：料流方向為2.75%，垂直方

9、向為2.0%，這里取2.5% </p><p><b>　　生產類型: 中批量</b></p><p>　　制品脫模方式: 脫模板推出裝置</p><p>　　成型設備: 臥式螺桿式注射機</p><p>　　成型制造方法:注射成型</p><p><b>　　1、課程設計的目標<

10、;/b></p><p>　　通過模具設計與制造課程設計進行強化專業(yè)理論知識，全面提高分析問題、解決問題的能力。結合模具中心的實際生產，完成從產品分析、工程制圖、模具設計、成本核算、生產進度的規(guī)劃等全過程。</p><p><b>　　2、課程設計要求</b></p><p>　　（1）思想上的高度重視、以實際生產崗位的要求嚴格要求自己。

11、</p><p>　?。?）對相關的手冊、圖冊、工具、夾具、量具、設備等必須要基本學會操作使用。</p><p>　　3、對指定零件的模具設計、生產、試模、檢驗全過程必須全身心地參與者，并提高到設計、制造工藝理論高度認識。虛心求教，檢索相關資料，撰寫設計說明書。</p><p>　　4、編寫完整的設計計算說明書內容如下：</p><p>&l

12、t;b>　　產品零件圖；</b></p><p>　　模具設計裝配圖、非標準件零件圖；</p><p>　　外購標準件清單及非標準件材料單；</p><p>　　（4）編制模具的裝配工藝流程圖；</p><p>　?。?）模具結構分析；</p><p>　?。?）編寫模具使用、維護說明書；</p

13、><p><b>　　概述</b></p><p>　　模具是塑料成型加工的一種重要的工藝裝備，同時又原料及設備的“效益放大器”，模具生產的最終產品的價值，往往是模具自身價值的幾十倍，上百倍。因此，模具工業(yè)是國民經濟的基礎工業(yè)，被稱為“工業(yè)之母”；模具生產技術水平的高低，已成為衡量一個國家產品制造業(yè)技術水平高低的重要標志。</p><p>　　塑料

14、成型加工及其模具技術是一門不斷發(fā)展的綜合學科，不僅隨著高分子材料合成技術的提高、成型設 備成型機械的革新、成型工藝的成熟而進步，而且隨著計算機技術、數值模擬技術等在塑料成型加工領域的滲透而發(fā)展。</p><p>　　注塑成型作為一種重要的成型加工方法，在家電行業(yè)、汽車工業(yè)、機械工業(yè)等都有廣泛應用，且生產的制件具有精度高、復雜度高、一致性高、生產率高和消耗低的特點，有很大的市場要求和良好的發(fā)展前景。</p&g

15、t;<p>　　注塑成型是將熱塑性塑料加工成型的主要方法，并且逐漸用于加工熱固性塑料、纖維填充混合物和彈性體。其優(yōu)點有： </p><p><b>　　Ⅰ、生產效率高；</b></p><p>　?、颉⑺璧膭趧恿ο鄬^低；</p><p>　?、?、制品無需修整或僅需少量修整，如可以消除飛邊，自動切除澆注系統(tǒng)等；</p>

16、;<p>　?、?、可以成型形狀復雜的制品，模具的結構，加工模具的刀具起決定性作用；</p><p>　?、?、設計靈活（光潔度、顏色、嵌件、材料）；</p><p>　?、?、原料損耗小，對于熱塑性塑料，澆注系統(tǒng)可以再利用。</p><p><b>　　注塑成型過程如下：</b></p><p>　　備料→（烘

17、干）→加料→注塑機加熱→合?！芑⑺堋骸鋮s→分?！敵觥〖夏?lt;/p><p>　　注塑成型的工藝條件：</p><p>　　注塑成型工藝的關鍵在于要求獲得塑化良好的塑料熔體并使之順利注射模具中去，在控制的一定條件下冷卻定型，使制品達到符合要求的質量。</p><p>　　注射成型中最重要的工藝條件：</p><p>　?、睖囟?/p>

18、，包括料筒和噴嘴的溫度、模具溫度；料筒和噴嘴的溫度主要影響塑料的塑化與流動、而模具溫度對塑料的流動與冷卻定型起決定性作用。</p><p>　?、矇毫Πㄗ⑸鋲毫Α㈡i模壓力</p><p>　?、硶r間，分為注射時間、冷卻時間和保壓時間</p><p><b>　　一、明確設計任務</b></p><p>　　該塑件是膠帽

19、，其零件圖如圖所示。本塑件的材料采用HDPE，生產類型為中批生產。</p><p>　　二、塑件成型工藝性分析</p><p>　　塑件工藝性分析：塑料材料選擇、尺寸、精度和表面質量、塑件結構</p><p>　　1、塑件原材料性能分析：</p><p>　　塑件的材料采用HDPE。高密度聚乙烯，英文名稱為“High Density Poly

20、ethylene”，簡稱為“HDPE”。HDPE是一種由乙烯共聚生成的熱塑性聚烯烴，乙烯是聚乙烯主要原料，少數的其它共聚單體，如1一丁烯、l一己烯或1一辛烯，也經常用于改進聚合物性能，對HDPE，以上少數單體的含量一般不超過1％－2％。共聚單體的加入輕微地減小了聚合物的結晶度。這種改變一般由密度來衡量，密度與結晶率呈線性關系。美國一般分類按ASTM D1248規(guī)定， HDPE的密度在 0．940g／。C以上。同時HDPE是一種結晶度高、

21、非極性的熱塑性樹脂。原態(tài)HDPE的外表呈乳白色，在微薄截面呈一定程度的半透明狀。PE具有優(yōu)良的耐大多數生活和工業(yè)用化學品的特性該聚合物不吸濕并具有好的防水蒸汽性，可用于包裝用途。HDPE具有很好的電性能，特別是絕緣介電強度高，使其很適用于電線電纜。中到高分子量等級具有極好的抗沖擊性，在常溫甚至在-40F低溫度下均如此。</p><p>　　高密度聚乙烯為無毒、無味、無臭的白色顆粒，熔點約為130℃，相對密度為0.

22、941~0.960。它具有良好的耐熱性和耐寒性，化學穩(wěn)定性好，還具有較高的剛性和韌性，機械強度好,但力學性能差，表面硬度較低，且質軟；成型性能好，黏度與剪切速率關系較大。介電性能，耐環(huán)境應力開裂性亦較好。熔化溫度220~260℃。對于分子較大的材料，建議熔化溫度范圍在200~250C之間。</p><p>　　注塑：HDPE有數不清的應用，范圍從可重復使用的薄壁飲料杯到5－gsl罐，消費國內生產的HDPE的1／

23、5。注塑品級一般熔體指數5～10，有具有韌性較低流動性品級和具有可加工性的較高流動性品級。用途包括日用品和食品薄壁包裝物；有韌性、耐用的食品和涂料罐；高抗環(huán)境應力開裂應用，如小型發(fā)動機燃料箱和90－gal垃圾罐。</p><p>　　綜上所述，HDPE相關數據為：熔點約為130℃,融化溫度為220~260℃，密度為0.941~0.960g/cm3。成型收縮率為2.5%</p><p>&

24、lt;b>　　2、結構分析：</b></p><p>　　從零件圖上分析，該零件形狀為U狀圓柱形膠帽，總高20mm，外直徑為10mm,內 直徑為8mm。結構比較簡單，塑件成型后可直接由推板脫出型芯。適合于注射成型。但塑件的壁薄，要求點澆口。</p><p>　　3 、尺寸精度分析：</p><p>　　尺寸精度為MT6，該零件主要尺寸為 該塑件的表

25、面粗糙度取Ra0.8，一般模具的行腔表面粗糙度要比塑件低1~2級，所以取其表面粗糙度為Ra0.4。本塑件脫模斜度為0.50，其尺寸精很高，對應的模具相關零件的尺寸加工可以保證。</p><p><b>　　4、表面質量分析</b></p><p>　　該零件的外表面要求無毛邊，無凹陷取Ra0.8，內表面取Ra3.2，成型后要求調濕處理。</p><

26、p>　　（二）塑件注射成型工藝性分析</p><p>　　該注塑件無螺紋，無側凹或側孔，故結構簡單，且尺寸較小，所以單個塑件的形芯結構簡單，對于大批量生產類型塑件，可采用一模多穴的注塑模具，推出零件若采用推桿，則推桿多，加工工藝路線長，且成行后容易在塑件表面留下很多痕跡，故推出零件采用推板，推桿減少，加工簡單，且成行后塑件表面較光滑。</p><p>　　綜合上述分析可以看出：注射時

27、在工藝參數控制得較好的情況下，零件的成型要求可以得到保證。</p><p>　　三、擬定模具結構形式</p><p>　　分型面位置的確定（依據原則，至少要有兩方案比較）</p><p>　　模具設計中，分型面的選擇很關鍵，它決定了模具的結構，分型面的設計直接影響著產品質量、模具結構和操作的難易程度，是模具設計成敗的關鍵因素之一。根據分型面選擇原則和塑件的成型要求分

28、型面的選擇應有利于塑件留在動模及脫模。本塑件的分型面可以考慮以下兩種形式：</p><p>　　方案一 方案二</p><p><b>　　圖一</b></p><p>　　因為塑件的表面質量要求無飛邊，精度要求較高，分型面選在塑件最大的投影邊緣處，方案一的脫模分型面完全不影響塑件的表面質量并且脫模的可以靠脫模板就可

29、以完成，這樣型芯的加工可完全在動模板一側，加工簡單方便；方案二的分型面選擇會影響塑件的表面質量，同時這種分型面的設置會使模具的結構上加一個側向型芯，加大了模具結構的復雜難度，同時在加工型芯的時候要在兩個模板上加工，并要求配合精度，加大了加工的難度和費用，生產效率有所降低。所以方案一的分型面較符合該塑件的成型。</p><p>　?。ǘ┐_定型腔數量 該塑件要求為一模十六腔</p><p>

30、;　?。ㄈ┬颓慌帕蟹绞健⒛＞呓Y構形式的確定（單型腔單分型面、單型腔多分型面、多型腔多分型面）</p><p>　　1、 型腔排列方式： 型腔的布局有H形、Y形、X形，因為型腔的數目較多，要求流道的流程盡量要小，且要力求緊湊，并與澆口開設的部位對稱，根據計算采用H、X形綜合的分流道布局。</p><p><b>　　圖二</b></p><p>

31、;　　2、 模具結構形式的確定 從上面的分析可知，本模具的設計為一模十六腔，采用對稱排列，根據塑件的形狀，推出機構擬采用脫模板推出機構的推出形式。澆注系統(tǒng)設計時，流道采用綜合式，澆口為點澆口。但定模部分需要單獨開始分型面來取出凝料，動模部分需要添加型芯固定板，支撐板和脫模板。由上綜合分析可確定選用帶脫模板的雙分型面注射模。</p><p>　?。ㄋ模┳⑸錂C型號的確定</p><p>　　按

32、預選型腔數來選擇注射機（學校做設計）</p><p>　　模具所需塑料熔體的注射量（多個塑件和澆注系統(tǒng)的質量或體積之和）</p><p>　　（1）注射量的計算 經計算得</p><p>　　塑件體積： =0.572</p><p>　　塑件質量： =0.572×0.95g=0.5434g</p>

33、;<p>　　(2)澆注系統(tǒng)凝料體積的初步估算 澆注系統(tǒng)的凝料在設計之前是不能確定準確的數值，但是可以根據經驗按照塑件體積的0.2～1倍來估算。由本次采用流道簡單并且較短,因此澆注系統(tǒng)的凝料按塑件體積的0.2倍來估算，故一次注入模具型腔塑料熔體的總體積為</p><p>　　=（1+0.2）×16=10.993</p><p>　　選擇注射機型號：注射機的額定注射

34、量和額定鎖模力</p><p>　　根據第二步計算得出一次注入模具型腔的塑料總質量=10.993，并結合式有：。根據以上計算，初步選定公稱注射量為25，注射機型號為SZ-60/40臥式注射機（表2.9-3），生產廠家為成都塑料機械廠。其主要技術參數見下表。</p><p>　　注射機主要技術參數表一</p><p><b>　　校核注射機技術參數</

35、b></p><p>　　1)注射壓力校核。查課本表4-1可知，HDPE所需注射壓力為120~150MPa，這里取=150MPa,該注射機的公稱注射壓力=180MPa，注射壓力安全系數=1.25～1.4，這里取=1.2，則：</p><p>　　=1.2×130=156≤ =180MPa，所以，注射機注射壓力合格。</p><p><b&g

36、t;　　鎖模力校核</b></p><p>　?、偎芗诜中兔嫔系耐队懊娣e，則</p><p><b>　　=R==78.5</b></p><p>　?、跐沧⑾到y(tǒng)在分型面上的投影面積，即流道凝料（包括澆口）在分型面上的投影面積數值，可以按照多型腔模的統(tǒng)計分析來確定。是每個塑件在分型面上投影面積的0.2～0.5倍。由于本例流道設計簡

37、單，分流道相對較短，因此流道凝料投影面積可以適當取小一些。這里取=0.3。</p><p>　?、鬯芗蜐沧⑾到y(tǒng)在分型面上總的投影面積則</p><p>　?、苣＞咝颓粌鹊拿浶土?，則</p><p>　　式中，是型腔的平均計算壓力值。是模具型腔內的壓力，通常取注射壓力的20%～40%，大致范圍為25～40MPa.對于粘度較大的精度較高的塑料制品應取較大值。HDPE屬

38、中等粘度塑料及有精度要求的塑件，故取39MPa。</p><p>　　查表4-45可得該注射機的公稱鎖模力，鎖模力安全系數為=1.1～1.2這里取=1.2，則</p><p>　　，所以，注射機鎖模力合格。</p><p>　　注射機安裝模具部分相關尺寸的校核：噴嘴尺寸、定位圈尺寸、模具閉合高度、模具長寬尺寸與注射機拉桿距離的關系、模具與注射機的安裝關系 </

39、p><p>　　定位圈與注射級固定板的關系：見上表可知，該注射劑模具定模安裝板上的定位圈安裝孔的基本尺寸是Φ80，與模具定位圈的配合間隙采用H7/g6的間隙配合。對于小型模具的定位圈的高度為8~10mm，對于大模具定位圈的高度為10~15mm，由于該模具為中小型模具，定位圈采用的高度為10mm，且在定模座板上設定位圈。</p><p>　　模具閉合高度：見裝配圖模具閉合高度為230mm。<

40、;/p><p>　　模具長寬尺寸與注射機拉桿距離的關系：見CAD裝配圖，模具閉合的長寬尺寸為250X200mm,由于注射機提供的拉桿內間距為220X300mm，對于臥式注射機，模具的安裝主要是由上方直接吊裝入機內進行安裝，模具的尺寸250mm《300mm，故可以進行安裝。</p><p>　?、苣＞吲c注射機的安裝關系</p><p>　　模具總厚度與注塑機模板閉合厚度的

41、關系應滿足如下關系：Hmin≤Hm≤Hmax，</p><p>　　Hmax=Hmin+ΔH;</p><p>　　其中Hm是模具閉合后總厚度（mm）；Hmax是注塑機允許的最大模具厚度（mm）；Hmin是注塑機允許的最小模具厚度（mm）；ΔH是注塑機在模具厚度方向的調節(jié)量（mm），代入數值得：150≤230≤250，ΔH=100mm，合格。</p><p>　　開

42、模行程校核與推出機構的校核</p><p>　　因為該注射機為臥式的雙曲肘注射機，故開模行程與模具厚度無關，當模具厚度發(fā)生變化時，可由相應的調模裝置進行調整。該注射機調整裝置的調節(jié)量為ΔH=100mm。</p><p>　　又由于該模具為雙分型面注射模，可按下式進行校核：</p><p>　　Smax≥H1+H2+a+(5~10)mm,式中H1是塑件脫板所需要的推出

43、距離（mm）；H2是包括澆注系統(tǒng)在內的塑件高度（mm）；Smax是注射機移動板最大行程（mm）；a是中間板（型腔板）與定模的分開距離（mm）</p><p>　　代入數據得：250mm≥20+20+30+10（mm），合格。</p><p>　　注：以上安裝尺寸的校核是在摸架選定后才做的工作，這里為了便于將注射機的有關結果整合在一起而提前進行校核。模具的選定見。</p>&l

44、t;p>　　四、澆注系統(tǒng)形式和澆口的設計</p><p>　　1、普通流道澆注系統(tǒng)一般由主流道、分流道、澆口和冷料穴等四部分組成。</p><p>　　澆注系統(tǒng)的作用，普通澆注系統(tǒng)從總體來看,其作用可概述如下:</p><p>　?。?） 將來自注射機噴嘴的塑料熔體均勻而平穩(wěn)的輸送到型腔,同時使型腔內的氣體也能順利排出。</p><p>

45、;　?。?） 在塑料熔體填充凝固的過程中,將注射壓力有效的傳送到型腔的各個位置,以獲得形狀完整、內外在質量優(yōu)良的塑料制件。 </p><p><b>　　2、設計原則</b></p><p>　?。?）據塑件形狀，大小及壁厚等因素并結合所選分型面的形式選擇澆注系統(tǒng)的形式和位置。</p><p>　?。?）據塑件型腔數設計澆注系統(tǒng)的布局。<

46、/p><p>　?。?）據所選取塑料的成型性能特別是其流動性能選擇澆注系統(tǒng)的截面積和長度。</p><p>　?。?）盡量縮短物料流程和便于清除料把，以節(jié)省原料提高注射效率。</p><p><b>　?。?）排氣良好。</b></p><p>　　主流道的設計（尺寸、襯套的形式和固定）</p><p&g

47、t;<b>　　1）尺寸計算：</b></p><p>　　根據書本要求：D由注射機的澆口套來定，而由選定的設備可知D=55mm。</p><p>　　主流道小端直徑：d=注射機噴嘴直徑+（0.5~1）=3+（0.5~1） 取3.5 mm</p><p>　　主流道球面半徑 SR=注射機噴嘴球頭半徑+（1~2）=10+（1~2）取12

48、mm</p><p>　　球面配合高度：H=3~5mm 取H=3mm </p><p>　　主流道長度 由標準模架結合該模具的結構取L=20mm</p><p>　　主流道大端直徑： D= d+2L tan a=3.5+2*20*tan 4=6.3 mm(錐度一般為2-4度，流動性差是可取3-6度，故a=4度，內壁表面粗糙渡為0.4um。</p>

49、<p>　　澆口套總長：L=20+10=30mm（圖）</p><p><b>　　圖三</b></p><p>　　2）主流道襯套的形式及固定</p><p>　　主流道小端入口與注射機噴嘴反復接觸，屬易損件，對材料要求較嚴，因而模具主流道部分常設計成可拆卸更換的主流道襯套形式即澆口套，以便有效地選用優(yōu)質鋼材單獨進行加工和熱處理，采

50、用T10A，熱處理硬度為50HRC~55HRC（圖）。其固定采用內六角螺釘鎖緊。</p><p>　　冷料穴的設計（主流道和分流道冷料穴）</p><p>　　冷料穴位于主流道正對面的動模板上，其作用主要是收集熔體前鋒的冷料，，防止冷料進入模具型腔而影響制品的表明質量。本設計主流道和分流道均有冷料穴。由于該塑件表面要求沒有印痕，采用脫模板推出塑件。為了便于脫模，冷料穴取5度的脫模斜度。&l

51、t;/p><p>　　分流道的設計（布置形式、長度、形狀及尺寸、表面粗糙度、向澆口過渡部分的結構）</p><p>　　1、 分流道的布置形式 分流道應能滿足良好的壓力傳遞和保持理想的填充狀態(tài)，使塑料熔體盡快的經分流道均衡的分配到各個型腔，且表面痕跡小。根據塑件的體積、壁厚、形狀的復雜程度、注射速率、分流道長度等因素來確定。本塑件的體積小且形狀比較簡單，形腔分布均勻，分流道設計距離不長，所以

52、熱量損失較小，但pvc的流動性很差，綜合考慮選用半圓形的流道效率最高具有加工性能容易。因為本塑件是多型腔分布的，及選用X型、H型的綜合形式。如下圖：</p><p><b>　　圖四</b></p><p>　　2、 分流道長度 由于流道設計簡單，塑件結構設計簡單且體積小，分流道較短，故設計時可以適當選小一些。單邊分流道長度L1=36mm，L2=36mm，L3=26

53、mm。</p><p>　　3、 分流道的當量直徑 采用截面公式可確定截面尺寸： 5.7mm。取6mm</p><p>　?。?--當量直徑mm，</p><p>　?。?--流經分流道的熔體的質量g，</p><p>　　Ｌ---分流道的長度mm。</p><p>　　分流道的截面形狀 常用的分流道截面形狀有

54、圓形、梯形、U形、六角形等(課本表4-5)，為了便于加工和凝料的脫模，分流道大多設計在分型面上。本設計采用梯形截面，雖然梯形橫截面的流道與圓形相比有較大的熱量損失，但是梯形截面的流道便于選擇加工刀具，同時加工也較容易，又由于該模具為雙分型面模具，所以采用梯形。</p><p>　　分流道截面尺寸 設梯形的下底寬度為x，底面圓角半徑R=1mm，根據表4-6設置梯形的高H=4mm，則該梯形的截面積為</p&g

55、t;<p>　　A分=（x+x+2*4*tan8）*H/2 =(x+4tan8)*4；</p><p>　　在根據該面積與當量直徑為6的圓面積相等，得</p><p>　?。▁+4*tan8）*4=πD分*D分/4 =3.14*6*6/4 可得x=5.8mm</p><p>　　6、分流道的表面粗糙度：</p><p>　

56、　由于分流道中與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，因此分流道的內表面粗糙度R并不要求很低一般取0.63~1.6um，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，使中心蹭具有較高的剪切速率。此處R=0.8um</p><p>　　澆口的設計（類型及位置的確定、結構尺寸的經驗計算）</p><p>　　該塑件要求無毛邊和無凹陷，表面質

57、量要求較高，由于該零件小，故采用一模十六穴注射，為了達到技術要求，故采用點澆口。本模具所用的點澆口是經分流道的多點進料的點澆口，點澆口的圓柱孔長l為0.5~0.75mm，直徑為d為0.5~1.8mm，點澆口的引導圓錐孔有兩種方式，一種是直錐孔，它的阻力想小，適合于含有玻璃纖維的塑料熔體，一種是帶球頭形底的錐孔，他可延長澆口凍結時間，有利于補縮，點澆口引導部分長度為15~25mm，錐角為12~30度，與分流道間用圓弧相連。</p&g

58、t;<p>　　結合本塑件所用材料的性能，采用直錐孔形式，點澆口的小端直徑d=0.6mm 長度0.5mm，小錐形高度為0.5mm,內錐角為90度，大錐形高度為19mm，內錐角為12度。</p><p><b>　　圖五</b></p><p>　　五、成型零件的結構設計和計算</p><p>　　成型零件的工作尺寸是指凹模和凸模

59、直接構成型腔的尺寸，他通常包括凹模和凸模的徑向尺寸、凹模和凸模的高度尺寸遺跡位置尺寸等。</p><p>　　成型零件的結構設計（整體式，組合式：整體嵌入、局部鑲嵌、底部鑲拼、側壁鑲拼…..）：</p><p>　　根據塑件的結構分析，本設計中采用整體式。 凸模是成型件內表面的成型零件，通?？梢苑譃檎w式和組合式兩種類型。通過對塑件的結構分析可知，該塑件的型芯只有一個，塑件的深度相對與寬度

60、較長，脫模斜度較小，所以包緊力較大，所以設在動模一側。</p><p>　　成型零件工作尺寸的計算（型腔和型芯的徑向尺寸、型腔深度尺寸和型芯高度尺寸、中心距尺寸、型腔零件強度剛度校核）</p><p>　　采用教材表4-15的平均尺寸計算成型零件尺寸，塑件公差按照塑件零件圖給定的公差計算。模具的制造公差：塑件制品的公差，型腔的尺寸公差取+=，型芯的公差取-=，模具的磨損量，塑件的收縮率，材

61、料HDPE 塑件公差：MT6</p><p>　　1）、 凹模的徑向尺寸</p><p>　　按極限收縮率，極限制造公差和極限磨損量進行計算</p><p>　　其中=10.19mm</p><p>　　2）、 型芯的徑向尺寸</p><p><b>　　其中</b></p>&l

62、t;p>　　3）、 凹模深度尺寸</p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　其中</b></p><p>　　4）、 型芯的高度尺寸</p><p><b>　　=</b></p><p>　　模具型腔側壁和底板厚度的計算

63、</p><p><b>　　1）、凹模板的厚度</b></p><p>　　塑件的精度為MT6級</p><p>　　根據設計分流道的深度為3mm，點澆口的整體長度為27mm，工件的長度為20mm。所以取凹模板的厚度為50mm。</p><p>　　2）、 型芯固定板的厚度</p><p>　　

64、其中R=13+5=18mm</p><p><b>　　則根據教材的公式T</b></p><p>　　根據標準件的手冊查，取得其厚度為16mm</p><p>　?。ㄋ模?成型零件的鋼材的選用</p><p>　　根據對成型塑件的綜合分析，該塑件的成型零件要有足夠的剛度、強度、耐磨性及良好的抗疲勞性能，同時考慮它的機械

65、加工性能和拋光性能。型芯較小，型芯需要散發(fā)的熱量比較多，可以采用高合金工具鋼Cr12MoV，型芯中心通冷卻水冷卻。</p><p>　　六、模架的確定和標準件的選用</p><p>　?。ㄒ唬┠＜艿倪x定：標準模架的形式、規(guī)格及標準代號</p><p>　　一模十六腔，型腔在動定模板的中間均勻分布，型腔外形尺寸為108mmX108mmX20mm</p>

66、<p>　　塑件在分型面上的投影寬度W1<=W2-10mm</p><p>　　W2-10≥W1=108mm W2≥118mm </p><p>　　查表4-38得W2=118對應的標準模架的寬度B=200mm</p><p>　　復位桿的直徑d=12.5mm</p><p>　　塑件在分型面上的投影長度L1<

67、=lt-d-30mm</p><p>　　Lt-12.5-30≥108 lt>150.5mm</p><p>　　查表4-38得lt=156mm,對應的標準模架的長度L=250mm</p><p>　　確定模具總體結構形式</p><p>　　綜合考慮，查表4-38采用A4，小水口，寬度200mm,長度200mm，A板厚度40mm,

68、B板厚度25mm。其它板的厚度為：面板厚度20mm ，推件板厚度16mm ，托板厚度32</p><p>　　mm ，底板厚度20mm ， 推桿固定板厚度12.5mm ，推板厚度16mm 。</p><p><b>　?。ǘ藴始倪x用</b></p><p>　　通用標準件及模具專用標準件兩大類。通用標準件如緊固件等。專用標準件如定位圈、澆

69、口套、推桿、推管、導柱、導套、模具專用彈簧、冷卻及加熱元件，順序分型機構及精密定位用標準組件等。</p><p>　　七、合模導向機構的設計</p><p>　　當選用標準模架時，因模架本身帶有導向裝置，一般情況下，設計人員只要按模架規(guī)格選用即可。若需采用精密導向定位裝置，則須由設計人員根據模具結構進行具體設計。</p><p>　?。ㄒ唬驒C構的總體設計<

70、/p><p>　　1、導向零件應河里地均布在模具的周圍或者是靠近邊緣位置。</p><p>　　2、該模具采用4根導柱，其布置為等直徑到導柱對稱布置。、</p><p>　　3、該模具導柱安裝在墊板上。</p><p>　　4、在合模時，應保證導零件首先接觸，避免凸模先進入行腔，導致模具損毀。</p><p>　　5、動定

71、模板采用合并加工時，可確保同軸度要求</p><p><b>　?。ǘеO計</b></p><p>　　1、該模具采用帶頭導柱不加油槽圖</p><p>　　2、導柱的長度必須比凸模斷面高出6~8mm</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后球形的先導部分</p>&

72、lt;p>　　4、導柱的直徑應根據模具尺寸來確定，贏保證具有足夠的看完強度（該導柱直徑由標準模架可知直徑為18mm</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／f8配合。</p><p>　　6、導柱工作部分的表面粗糙度為R=0.4um</p><p>　　7、導柱應該有堅硬而耐磨的表面，和堅韌的內芯，采用T

73、10A經淬火處理，硬度為50HR（三）導套設計</p><p>　　導套與安裝在另一半模上的導柱相配合，用以確定動，定模的相對位置，保證模具運動導向精度的圓套形零件。</p><p>　　1、導套結構形式。采用帶頭導套</p><p>　　2、導套的端面應該倒圓角，導柱孔最好做成通孔，利于排出孔內剩余氣體</p><p>　　3、導套孔的滑動

74、部分按H8／f7配合。表面粗糙度為0.4um導套外徑與模板為采用H7／k6配合，另一端采用H7／e6配合鑲入模板</p><p>　　4、導套材料可用淬火鋼等耐磨材料制造，該模具中采用T8A</p><p>　　八、脫模推出機構的設計（包括脫模力的計算）</p><p>　?。ㄒ唬?、推出方式的確定 </p><p>　　本塑件圓周采用脫

75、模板推出方式。脫模板推出時為了減小脫模板與型芯的摩擦，設計中在用脫模板與型芯之間留出0.2mm的間隙，并采用錐面配合，可以防脫模板因偏心而產生溢料，同時避免了脫模板與型芯產生摩擦。脫模板與型芯的配合精度要求較高，為了提高耐磨性，常常用強度較高的材料制造并進行淬火處理。</p><p>　?。ǘ?、脫模力的計算</p><p>　　1、圓柱小型芯脫模力 因為該塑件壁厚度t=1mm且體積小，

76、所以，此處視為薄壁圓筒塑件，根據式（4-24）脫模力為</p><p>　　F總=n*F1=16*4609=73.74KN</p><p><b>　　F---脫模力N；</b></p><p>　　E---彈性模量MPa；</p><p>　　S---塑料成型的平均收縮率（%）；</p><p>

77、;　　t---塑件厚度mm；</p><p>　　L---被包型芯的長度mm；</p><p><b>　　---泊松比；</b></p><p><b>　　---脫模斜度；</b></p><p>　　f---塑件與鋼板之間的摩擦因數；</p><p>　　r---型芯的

78、平均直徑；</p><p>　　A---塑件在與開模方向垂直的平面上的投影面積；</p><p>　　---是由f和決定的無因次數，</p><p><b>　　2、推桿的尺寸計算</b></p><p>　　根據歐拉公式可得： </p><p>　　L---推桿長度mm；</p>

79、<p>　　F---塑件的脫模力N；</p><p>　　E---推桿的彈性模量MPa；</p><p>　　K---安全系數，1.5；</p><p>　　n---推桿數量，取4根推桿；</p><p>　　d取6.00mm，根據標準件取D=8mm，D1=14mm,h=5,Ra=8.0,L=100mm。</p>&l

80、t;p><b>　　3、推桿校核</b></p><p>　　推桿的強度校核 符合強度的最小直徑，所以取D=8mm符合強度 要求。</p><p><b>　　4、脫模板厚度計算</b></p><p><b>　　mm</b></p><p>　　根據標準件 H=1

81、6mm</p><p>　?。ㄈ┬：送瞥鰴C構作用在塑件上的單位壓應力</p><p><b>　　1、推出面積</b></p><p><b>　　2、推出應力</b></p><p><b>　?。箟簭姸龋┖细?lt;/b></p><p><b&

82、gt;　　九、排氣系統(tǒng)的設計</b></p><p>　　排氣系統(tǒng)應保證排氣順暢、有序，其設計靠實踐經驗，通過實驗與修模加以完善，本模具利用模具零部件的配合間隙及分型面自然排氣。</p><p>　　十、溫度調節(jié)系統(tǒng)的設計</p><p>　?。ㄒ唬?、加熱系統(tǒng)的設計</p><p>　　本模具在注射成型時不要求有太高的模溫（該模具

83、的模溫是50°C,而模溫在80°C以上的才需要設置加熱系統(tǒng)）。故該模具無需設置加熱系統(tǒng)。</p><p>　?。ǘ├鋮s系統(tǒng)的排列方式及冷卻系統(tǒng)的具體形式</p><p>　　一般情況下，對型芯的冷卻比對凹模的冷卻更重要。塑件在注射、成型、固化時，由于冷卻收縮，塑件對型芯的包緊力比凹模大，因此型芯的溫度對塑件冷卻的影響比凹模大得多，所以對型芯的冷卻，在整個冷卻過程中是十

84、分重要的。然而，對型芯的冷卻受到一些條件限制。一般來說，型芯總是設在動模一側，而推出機構的設置總會占據有限的利用空間。在解決矛盾的過程中，必須統(tǒng)籌安排。在冷卻和推出系統(tǒng)互不干擾的前提下，相互滿足要求。</p><p>　　根據冷卻水道的設置原則：動定模型腔的四周應均勻布置冷卻水通道，不可只在模具的動模邊或定模邊，否則脫模后的制品一側溫度高一側溫度低，在進一步冷卻時會發(fā)生翹曲變形。</p><p

85、><b>　　每次需要的注射量 </b></p><p>　　HDPE屬中等黏度材料，其成型溫度及模具溫度為200°C和50~80°C，所以模具初步選定為50°C。用常溫水對模具進行冷卻。</p><p>　?。ㄈ?、冷卻系統(tǒng)的簡單計算</p><p>　　1）單位時間內注入模具中的塑件熔體的總質量W<

86、/p><p>　　1、塑件制品的體積 </p><p>　　2、塑料制品的質量m=vf=0.94*10.992512=10.33g</p><p>　　3、塑件壁厚1mm，查表4-34得=4.5（HDPE）（PVC）</p><p><b>　　取則注射周期</b></p><p>　　由此得

87、每小時注射次數N=（3600/14.1）次=255次</p><p>　　4、單位時間內注入模具中的塑件熔體的總質量：</p><p>　　2)確定單位質量的塑件在凝固時所放出的熱量</p><p>　　查表4-35可知HDPE的單位熱流量為690—810KJ/KG，取=750 KJ/KG</p><p>　　3）計算冷卻水的體積流量設冷卻水

88、道入水口的水溫為=24℃，出水口溫度=27℃，取水的密度=1000kg/，水的比熱容C=4.187kj/（kg*℃）</p><p><b>　　=</b></p><p>　　4）確定冷卻水路的直徑d </p><p>　　查表4-30為了使冷卻水屬于湍流狀態(tài)，取模具冷卻水孔的直徑d=8mm，最低流速1.66m/s</p>&l

89、t;p>　　5）冷卻水在管內的流速v</p><p>　　6）求冷卻管壁與水交界面的膜傳熱系數h </p><p>　　因為平均水溫為25.5℃ 查表4-31可得f=6.88，則有</p><p>　　7）計算冷卻水通道的導熱總面積A</p><p>　　8）計算模具所需冷卻水管的總長度L</p><p>　　9

90、）冷卻水路的根數x</p><p>　　設每條水路的長度為L=20mm，則冷卻水路的根數為根</p><p>　　綜上述，一條冷卻水道對于模具來說顯然是不合適的，因此應根據具體情況加以修改。為了提高生產效率，凹模和型芯都應該得到充分的冷卻，故設置7根冷卻水道。</p><p>　　十一、模具主要零件的加工工藝</p><p>　　12.1、中

91、間板的加工工藝</p><p><b>　　圖六</b></p><p><b>　　表2</b></p><p>　　12.2型芯固定板的加工工藝：</p><p><b>　　表3</b></p><p><b>　　圖七</b>

92、;</p><p>　　12.3.動模墊板的加工工藝：</p><p><b>　　圖八</b></p><p><b>　　表4</b></p><p>　　12.4.脫模板（推板）的加工工藝：</p><p><b>　　表5</b></p&g

93、t;<p><b>　　圖九</b></p><p><b>　　十二、模具的裝配</b></p><p>　　模具裝配要先選定基準，以底板為基準，開始往上裝動模部分，再裝定模部分，最后動定模配合。必須保證重要部件的配合裝配。</p><p><b>　　1、型芯鑲塊的裝配</b><

94、;/p><p>　　一般選用過渡配合H8/n7，兩者之間過盈余量約0.05~0.1mm，檢查型芯的垂直度和固定板的垂直度。找正位置，用螺釘固定。</p><p><b>　　2、導柱導套的裝配</b></p><p>　　導柱、導套的作用是模具開模和合模的導向裝置，它們分別安裝在塑料模的動、定模部分。裝配后，要求導柱導套垂直于模板平面。導柱和導套以

95、H7/g6配合，導套以最緊過渡配合H7/n6緊固在定模上。</p><p><b>　　4、澆口套的裝配</b></p><p>　　一般采用過度配合，裝配后的要求為澆口套與模板</p><p>　　配合孔緊密、無縫隙。澆口套和模板孔的定位肩應緊密貼實，裝配后澆口套要高出模板平面0.02mm。</p><p>　　十三、

96、模具加工周期和成本核算</p><p>　?。ㄒ唬?模具加工周期</p><p>　　模具交貨期，是在用戶合同中明確規(guī)定的主要內容之一。也是反映模具企業(yè)模具生產能力和水平的主要指標。因為，交模期取決于模具生產周期。在保證模具制造精度和質量的基礎上，控制與保證模具制造周期是企業(yè)最重要的任務。以下是周期網絡圖：</p><p><b>　　定模架（5天）<

97、;/b></p><p><b>　　概念性設計（1天）</b></p><p>　　結構設計（2天） 備料（1天）</p><p>　　銑、CNC加工型芯鑲塊、線切割斜導孔（3天）</p><p>　　CNC加工A板（1.5天） CNC加工B板（1.5天）<

98、;/p><p>　　車、銑支板 線切割斜頂桿槽（3天）</p><p>　　銑、CNC加工面針板上的滾輪槽（2天）粗、精車斜推桿（1天）</p><p><b>　　銑液壓缸座（2天）</b></p><p><b>　　鉆水孔（2天）</b></p><p>　　拋光（5天）

99、 配模（2天） 試模（2天） 修正（3天）</p><p><b>　　成本核算：</b></p><p>　　在用戶合同中明確規(guī)定了模具價格。而模具價格是由以下五部分組成，</p><p>　　即：A模具設計與制造費用</p><p>　　B模具材料與標準件購置費</p><p>&

100、lt;b>　　C生產管理費</b></p><p><b>　　D技術附加費</b></p><p><b>　　E稅金</b></p><p><b>　　（二）工時核算</b></p><p>　　CNC加工：50小時</p><p&g

101、t;　　WEDM加工：20小時</p><p><b>　　車削加工：20小時</b></p><p><b>　　鉆孔加工：16小時</b></p><p><b>　　銑削加工：50小時</b></p><p><b>　　拋光加工：40小時</b>&

102、lt;/p><p><b>　　鉗工加工：20小時</b></p><p><b>　?。ㄈ┏杀居嬎?lt;/b></p><p>　　材料: 模架 3297元 </p><p>　　鑲塊 800元 </p><p>　

103、　型芯 500元 </p><p>　　冷卻裝置 50元</p><p>　　彈簧 20元</p><p>　　推管套 80元</p><p>　　推料板 100元</p><p>　　

104、球頭拉料釘 10元</p><p>　　澆口套 15元 </p><p>　　定位圈 15元</p><p>　　螺釘 50元</p><p>　　限位塊 100元</p><p>　　小彈簧

105、 40元</p><p>　　材料費 ： 5077元</p><p>　　加工費計算： CNC加工：50×60=3000元</p><p>　　WEDM加工：20×15=300元</p><p>　　車削加工：20×15=300元</p><p

106、>　　鉆孔加工：16×15=240元</p><p>　　銑削加工：50×15=750元</p><p>　　拋光加工：40×15=600元</p><p>　　鉗工加工：20×20=400元</p><p>　　加工費: 5590元</p><p>　　成

107、本總計 5077+5590=10667元</p><p>　　設計費 10667×15%=1600.05元</p><p>　　利潤 （10667+1600.05）×30%=3680.12元</p><p>　　稅收 （10667+1600.05+3680.12）×17%=2711.02元</p&g

108、t;<p>　　合計 10667+1600.05+3680.12+2711.02=18658.19元 報價 18600元</p><p><b>　　十四、模具的保養(yǎng)</b></p><p>　　1、模具裝上機床后，要先進行空模運轉。</p><p>　　2、模具上的滑動部件，導柱，導軌等均應加潤滑油。</p

109、><p>　　3、每次合模，均應注意型腔內是否清理干凈，絕對不準留有殘余制品或其他任何異物。</p><p>　　4、當模具完成制品生產數量，要下機更換其他模具時，應將該模具型內涂上防銹油，將模具及其附件送交模具保管</p><p><b>　　總結</b></p><p><b>　　參考文獻：</b>

110、;</p><p>　　[1] 葉久新. 王群.塑料成型工藝及模具設計[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2007.</p><p>　　[2] 譚雪松. 林曉新、溫麗.新編塑料模具設計手冊[M]. 北京：人民郵電出版社，2007.</p><p>　　[3] 吳生緒. 塑料成形模具設計手冊[M]. 北京：機械工業(yè)出版社, 2008.</p><p&

111、gt;　　[4] 俞芙芳. 沖壓模具設計手冊[M]. 北京：北京理工大學出版社, 2010.</p><p>　　[5] 楊占堯. 最新沖壓模具標準及應用手冊[M]. 北京：化學工業(yè)出版社, 2010.</p><p>　　[6] 薛啟翔. 沖壓模具設計結構圖冊[M]. 北京：化學工業(yè)出版社, 2010.</p><p>　　[7] 陳炎嗣. 沖壓模具實用結構圖冊[