空氣壓縮機殼體模具設計畢業(yè)論文

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　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>　　本設計介紹了空氣壓縮機殼體的注射成型的基本原理，特別是雙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；根據(jù)零件的結構特

2、點和實際生產要求，設計了一個一模一腔的注射模模具。在模具中采用了斜導柱側向分型機構和抽芯機構，實現(xiàn)了自動化生產。最后詳細介紹了溫度調節(jié)系統(tǒng)中的冷卻系統(tǒng)的設計。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。</p><p>　　關鍵詞：模具；注塑成型；空氣壓縮機殼體；側向分型；抽芯；</p><p><b>　　ABSTRACT&l

3、t;/b></p><p>　　Plastic industry is one of the fastest growing industrial categories in the world today，And injection mould is one of the rapid development of species，therefore, the study to understand pla

4、stic injection mold production process and improve product quality has great significance. </p><p>　　The design introduced the basic principle of injection molding of the air compressor shell，especially the

5、parting surface injection mould for the structure and the working principle ，for injection products put forward the basic design principles ；According to the structural characteristics and actual parts production require

6、ments，design a injection mold of a mold a cavity .In the mold uses Oblique guide column side parting institutions and core-pulling mechanism，realized the Automation producti</p><p>　　Key Word：mold; Injectio

7、n molding; Air compressor shell ; Side parting; core-pulling</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　第一章 緒論- 1 -</p><p>　　1.1模具在加工工業(yè)中的地位- 1 -</p><p>　　1.2模具的發(fā)展趨勢- 1

8、-</p><p>　　1.3 塑料模具產業(yè)在中國的現(xiàn)狀- 2 -</p><p>　　1.4設計在學習模具制造業(yè)中的作用- 3 -</p><p>　　第二章 空氣壓縮機殼體設計及其成型工藝的分析- 5 -</p><p>　　2.1塑件成型工藝性分析- 5 -</p><p>　　2.2空氣壓縮機殼體原料（

9、ABS）的成型特性與工藝參數(shù)- 6 -</p><p>　　2.3 ABS的性能分析- 7 -</p><p>　　2.4 ABS的主要缺陷及消除措施- 9 -</p><p>　　第三章 空氣壓縮機殼體模具設計方案- 11 -</p><p>　　3.1 分型面方案的確定- 11 -</p><p>　　3

10、.2 確定型腔數(shù)量及排列方式- 11 -</p><p>　　第四章 成型零件工作尺寸的設計和計算- 12 -</p><p>　　4.1 定模部分的型芯與型腔- 12 -</p><p>　　4.2動模部分的型芯與型腔- 13 -</p><p>　　第五章 模具設計與選擇注塑機- 15 -</p><p>

11、;　　5.1 選擇注塑機及模架- 15 -</p><p>　　5.2 模具澆注系統(tǒng)設計和澆口的設計- 20 -</p><p>　　5.3型腔零件剛度和強度校核- 25 -</p><p>　　5.4合模導向機構的設計- 26 -</p><p>　　5.5脫模推出機構的設計- 28 -</p><p>　

12、　5.6 推出機構的復位- 30 -</p><p>　　5.7 側向分型與抽芯機構設計- 31 -</p><p>　　5.8 排氣系統(tǒng)設計- 37 -</p><p>　　5.9 溫度調節(jié)系統(tǒng)的優(yōu)化設計- 37 -</p><p>　　5.10 模具材料例表- 41 -</p><p>　　第六章 模具裝

13、配- 43 -</p><p>　　6.1 塑料模具裝配的技術要求- 43 -</p><p>　　6.2 塑料模具裝配過程- 44 -</p><p>　　第七章 模具工作過程- 47 -</p><p><b>　　結論- 49 -</b></p><p>　　參考文獻- 50 -

14、</p><p><b>　　1. 緒論</b></p><p>　　1.1 模具在加工工業(yè)中的地位</p><p>　　模具是利用其特定形狀去成型具有一定的形狀和尺寸制品的工具。在各種材料加工工業(yè)中廣泛的使用著各種模具。例如金屬鑄造成型使用的砂型或壓鑄模具、金屬壓力加工使用的鍛壓模具、冷壓模具等各種模具。</p><p&g

15、t;　　對模具的全面要求是：能生產出在尺寸精度、外觀、物理性能等各方面都滿足使用要求的公有制制品。以模具使用的角度，要求高效率、自動化操作簡便；從模具制造的角度，要求結構合理、制造容易、成本低廉。</p><p>　　模具影響著制品的質量。首先，模具型腔的形狀、尺寸、表面光潔度、分型面、進澆口和排氣槽位置以及脫模方式等對制件的尺寸精度和形狀精度以及制件的物理性能、機械性能、電性能、內應力大小、各向同向性、外觀質量

16、、表面光潔度、氣泡、凹痕、燒焦、銀紋等都有十分重要的影響。其次，在加工過程中，模具結構對操作難以程度影響很大。在大批量生產塑料制品時，應盡量減少開模、合模的過程和取制件過程中的手工勞動，為此，常采用自動開合模自動頂出機構，在全自動生產時還要保證制品能自動從模具中脫落。另外模具對制品的成本也有影響。當批量不大時，模具的費用在制件上的成本所占的比例將會很大，這時應盡可能的采用結構合理而簡單的模具，以降低成本。</p><

17、p>　　現(xiàn)代生產中，合理的加工工藝、高效的設備、先進的模具是必不可少是三項重要因素，尤其是模具對實現(xiàn)材料加工工藝要求、塑料制件的使用要求和造型設計起著重要的作用。高效的全自動設備也只有裝上能自動化生產的模具才有可能發(fā)揮其作用，產品的生產和更新都是以模具的制造和更新為前提的。由于制件品種和產量需求很大，對模具也提出了越來越高的要求。因此促進模具的不斷向前發(fā)展</p><p>　　1.2 模具的發(fā)展趨勢<

18、/p><p>　　近年來，模具增長十分迅速，高效率、自動化、大型、微型、精密、高壽命的模具在整個模具產量中所占的比重越來越大。從模具設計和制造角度來看，模具的發(fā)展趨勢可分為以下幾個方面：</p><p><b>　　加深理論研究</b></p><p>　　在模具設計中，對工藝原理的研究越來越深入，模具設計已經由經驗設計階段逐漸向理論技術設計各方面

19、發(fā)展，使得產品的產量和質量都得到很大的提高。</p><p><b>　　高效率、自動化</b></p><p>　　大量采用各種高效率、自動化的模具結構。高速自動化的成型機械配合以先進的模具，對提高產品質量，提高生產率，降低成本起了很大的作用。</p><p>　?。?） 大型、超小型及高精度</p><p>　　由于

20、產品應用的擴大，于是出現(xiàn)了各種大型、精密和高壽命的成型模具，為了滿足這些要求，研制了各種高強度、高硬度、高耐磨性能且易加工、熱處理變形小、導熱性優(yōu)異的制模材料。</p><p><b>　　革新模具制造工藝</b></p><p>　　在模具制造工藝上，為縮短模具的制造周期，減少鉗工的工作量，在模具加工工藝上作了很大的改進，特別是異形型腔的加工，采用了各種先進的機床，

21、這不僅大大提高了機械加工的比重，而且提高了加工精度。</p><p><b>　?。?） 標準化</b></p><p>　　開展標準化工作，不僅大大提高了生產模具的效率，而且改善了質量，降低了成本。</p><p>　　1.3 塑料模具產業(yè)在中國的現(xiàn)狀</p><p>　　1.3.1 中國塑料模具制造水平</p&

22、gt;<p>　　大型塑料模具已能生產單套重量達到50t以上的注塑模，精密塑料模具的精度已達到2μm，制件精度很高的小模數(shù)齒輪模具及達到高光學要求的車燈模具等也已能生產，多腔塑料模具已能生產一模7800腔的塑封模，高速模具方面已能生產擠出速度達6m/min以上的高速塑料異型材擠出模具及主型材雙腔共擠、雙色共擠、軟硬共擠、后共擠、再生料共擠出和低發(fā)泡鋼塑共擠等各種模具。</p><p>　　1.3.2

23、 中國塑料模具行業(yè)和國外先進水平相比</p><p>　　(1)發(fā)展不平衡，產品總體水平較低。雖然個別企業(yè)的產品已達到或接近國際先進水平，但總體來看，模具的精度、型腔表面的粗糙度、生產周期、壽命等指標與國外先進水平相比尚有較大差距。包括生產方式和企業(yè)管理在內的總體水平與國外工業(yè)發(fā)達國家相比尚有10年以上的差距。</p><p>　　(2)工藝裝備落后，組織協(xié)調能力差。雖然部分企業(yè)經過近幾年

24、的技術改造，工藝裝備水平已經比較先進，有些三資企業(yè)的裝備水平也并不落后于國外，但大部分企業(yè)的工藝裝備仍比較落后。更主要的是，企業(yè)組織協(xié)調能力差，難以整合或調動社會資源為我所用，從而就難以承接比較大的項目。</p><p>　　(3)大多數(shù)企業(yè)開發(fā)能力弱，創(chuàng)新能力明顯不足。一方面是技術人員比例低、水平不夠高，另一方面是科研開發(fā)投入少；更重要的是觀念落后，對創(chuàng)新和開發(fā)不夠重視。模具企業(yè)不但要重視模具的開發(fā)，同時也要重

25、視產品的創(chuàng)新。</p><p>　　(4)供需矛盾短期難以緩解。近幾年，國產塑料模具國內市場滿足率一直不足74%，其中大型、精密、長壽命模具滿足率更低，估計不足60%。同時，工業(yè)發(fā)達國家的模具正在加速向中國轉移，國際采購越來越多，國際市場前景看好。市場需求旺盛，生產發(fā)展一時還難以跟上，供不應求的局面還將持續(xù)一段時間。</p><p>　　(5)體制和人才問題的解決尚需時日。在社會主義市場經

26、濟中，競爭性行業(yè)，特別是像模具這樣依賴于特殊用戶、需單件生產的行業(yè)，國有和集體所有制原來的體制和經營機制已顯得越來越不適應。人才的數(shù)量和素質也跟不上行業(yè)的快速發(fā)展。</p><p>　　1.4 設計在學習模具制造業(yè)中的作用</p><p>　　通過對模具專業(yè)的學習，掌握了常用材料在各種成型過程中對模具的工藝要求，各種模具的結構特點及設計計算的方法，以達到能夠獨立設計一般模具的要求。在模具制

27、造方面，掌握一般機械加工的知識，金屬材料的選擇和熱處理，了解模具結構的特點，根據(jù)不同情況選用模具加工新工藝。</p><p>　　2. 空氣壓縮機殼體設計及其成型工藝的分析</p><p>　　2.1 塑件成型工藝性分析</p><p>　　圖2-1空氣壓縮機殼體</p><p>　　2.1.1 結構分析</p><p&g

28、t;　　2.1.1.1 塑件</p><p>　　上圖2-1 所示是空氣壓縮機殼體參考零件</p><p>　　2.1.1.2 塑料名稱</p><p>　　ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯）</p><p>　　2.1.1.3 生產綱領</p><p>　　生產量為10萬片屬大批量。</p><p&

29、gt;　　2.1.1.4 結構分析</p><p>　?。?）該塑件為汽車空氣壓縮機的殼體，頂部是高低起伏的兩個平面，有五處通孔。零件的角落上有圓管特征，圓管附著的特征面沒有拔模角度。零件的側面還有一處側耳特征，上面有兩處通孔，零件的主體與底部平面相交的四周采用了加強筋進行加固。產品的表面不允許有澆口痕跡和飛邊</p><p>　　（2）殼體內側結構較為簡單，需注意圓管與主體結合在一起的通

30、孔形狀及側面兩處通孔于內部側面的形狀，殼體下端是配合面，所以在模具設計和制造必須具備一定的制造精度和加工工藝。</p><p>　　2.1.2 成型工藝分析</p><p><b>　　成型工藝分析如下。</b></p><p>　?。?）精度等級。采用一般精度5級。</p><p>　?。?）脫模斜度。該塑件壁厚約為5

31、mm，平均脫模斜度為10度。所用塑料為ABS,流動性中等，且脫模斜度較大，成型工藝性很好，可以注射成型。</p><p>　　2.2 空氣壓縮機殼體原料（ABS）的成型特性與工藝參數(shù)</p><p>　　2.2.1 注射成型過程</p><p>　?。?）成型前準備。為了保證注射成型的正常進行和保證塑件質量，在注射成型前應作一定的準備工作。即對ABS的色澤、細度和均

32、勻度等進行檢驗。由于ABS是吸水的塑料，于室溫下，24小時可吸收0.2%-0.35%水分，雖然這種水分不至于對機械性能構成重大影響，但注塑時若濕度超過0.2%，塑料表面會受大的影響，所以成型ABS時，應進行充分的干燥，而且干燥后的水分含量應小于0.2%。ABS的干燥方法: 常壓熱風干燥 80-85℃ 2-4小時 ；真空熱風干燥 80℃ 1-2小時。</p><p>　?。?）注射過程。塑料在注射機內經過加熱、塑化

33、達到流動狀態(tài)后，由模具的澆注系統(tǒng)進入模具型腔成型，其過程可分為加料、塑化、充模、保壓、倒流、冷卻和脫模等幾個階段。</p><p>　?。?）塑件的后處理。處理的介質為空氣和水，處理溫度為，處理時間為。常用的后處理方法有退火和調濕兩種。</p><p>　　2.2.2 ABS的注射工藝參數(shù)</p><p>　?。?）注射機：螺桿式。</p><p

34、>　　（2）預熱和干燥：溫度（℃）80～85，時間(h)2～3</p><p>　　（3）螺桿轉數(shù)（r/min）：30。</p><p>　?。?）料筒溫度（℃）:后段 150～170</p><p>　　中段 200～210</p><p>　　前段 180～190</p><p>　?。?）噴嘴溫度（℃） ：

35、180～190；噴嘴形式：直通式。</p><p>　?。?）模具溫度（℃） ：50～70。</p><p>　?。?）注射壓力（MPa）:70～90。</p><p>　?。?）注射速度、注射壓力:</p><p>　　一般ABS制品采用高速及多級注射，但是對于阻燃品級，要慢速注射，可以避免注射料的分解，耐熱ABS也要快速注射(可減少內部應

36、力)，注射壓力在75MPa左右，保壓時可低些。</p><p>　?。?）熔膠溫度: 190℃。</p><p>　?。?0）成型時間():</p><p>　　注射時間:20～90</p><p><b>　　保壓時間:0～5</b></p><p>　　冷卻時間:20～120</p>

37、;<p>　　總周期: 50～220</p><p>　　在265℃溫度下，物料在機筒內停留時間最多不能超過5-6分鐘，若溫度為280℃，則物料在機筒內停留時間就不能超過2-3分鐘。</p><p>　?。?1）后處理:把塑件放在紅外線或者烘箱下,溫度設為70度烘干2～4小時。</p><p>　　2.3 ABS的性能分析</p>&l

38、t;p>　　丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS樹脂微黃色或白色不透明，耐熱，耐化學腐蝕。丁二烯使聚合物具有優(yōu)越的柔性，韌性；苯乙烯賦予聚合物良好的剛性和加工流動性。因此ABS樹脂具有突出的力學性能和良好的綜合性能。同時具有吸濕性強，但原料要干燥，它的塑件尺寸穩(wěn)定性好，塑件盡可能要有偏大的脫模斜度。</p><p>　　2.3.1 使用特點 </p><p>　　(1)綜合性能較好,沖

39、擊強度較高,化學穩(wěn)定性,電性能良好。 </p><p>　　(2)與372有機玻璃的熔接性良好,制成雙色塑件,且可表面鍍鉻,噴漆處理。</p><p>　　(3)有高抗沖、高耐熱、阻燃、增強、透明等級別。 </p><p>　　(4)流動性比HIPS差一點，比PMMA、PC等好，柔韌性好。 </p><p>　　2.3.2 成型特性 <

40、/p><p>　　(1)無定形料,流動性中等,吸濕大,必須充分干燥,表面要求光澤的塑件須長時間預熱干燥80-90度,3小時。</p><p>　　(2)宜取高料溫,高模溫,但料溫過高易分解(分解溫度為>270度)。對精度較高的塑件,模溫宜取 50-60度,對高光澤，耐熱塑件,模溫宜取60-80度。</p><p>　　(3)如需解決夾水紋，需提高材料的流動性，采取

41、高料溫、高模溫，或者改變入水位等方法。 </p><p>　　(4)如成形耐熱級或阻燃級材料，生產3-7天后模具表面會殘存塑料分解物，導致模具表面發(fā)亮，需對模具及時進行清理，同時模具表面需增加排氣位置。</p><p>　　2.3.3 ABS的主要性能指標</p><p>　　表2-1 ABS的技術指標</p><p>　　2.4 ABS的主

42、要缺陷及消除措施</p><p>　　2.4.1 殘余應力引起的龜裂</p><p>　　殘余應力主要由于以下三種情況，即充填過剩、脫模推出和金屬鑲嵌件造成的。作為在充填過剩的情況下產生的龜裂，其解決方法主要可在以下幾方面入手：</p><p>　　(1)由于直澆口壓力損失最小，所以，如果龜裂最主要產生在直澆口附近，則可考慮改用多點分布點澆口、側澆口及柄形澆口方式。

43、</p><p>　　(2)在保證樹脂不分解、不劣化的前提下，適當提高樹脂溫度可以降低熔融粘度，提高流動性，同時也可以降低注射壓力，以減小應力。</p><p>　　(3)一般情況下，模溫較低時容易產生應力，應適當提高溫度。但當注射速度較高時，即使模溫低一些，也可減低應力的產生。</p><p>　　(4)注射和保壓時間過長也會產生應力，將其適當縮短或進行Th次保壓

44、切換效果較好。</p><p><b>　　2.4.2熔接痕</b></p><p>　　熔接痕是由于來自不同方向的熔融樹脂前端部分被冷卻、在結合處未能完全融合而產生的。一般情況下，主要影響外觀，對涂裝、電鍍產生影響。嚴重時，對制品強度產生影響（特別是在纖維增強樹脂時，尤為嚴重）。可參考以下幾項予以改善：</p><p>　?。?）調整成型條件

45、，提高流動性。如，提高樹脂溫度、提高模具溫度、提高注射壓力及速度等。</p><p>　　（2）增設排氣槽，在熔接痕的產生處設置推出桿也有利于排氣。</p><p>　?。?）盡量減少脫模劑的使用。</p><p>　?。?）設置工藝溢料并作為熔接痕的產生處，成型后再予以切斷去除。</p><p>　　（5）若僅影響外觀，則可改變澆口位置，以

46、改變熔接痕的位置。或者將熔接痕產生的部位處理為暗光澤面等，予以修飾。</p><p><b>　　2.4.3 銀線</b></p><p>　　銀線主要是由于材料的吸濕性引起的。因此，一般應在比樹脂熱變形溫度低10～15C的條件下烘干。特別是在使用自動烘干料斗時，需要根據(jù)成型周期（成型量）及干燥時間選用合理的容量，還應在注射開始前數(shù)小時先行開機烘料。另外，料筒內材料滯

47、流時間過長也會產生銀線。不同種類的材料混合時，例如聚苯乙烯和ABS樹脂、AS樹脂，聚丙烯和聚苯乙烯等都不混合。</p><p><b>　　2.4.4 白化</b></p><p>　　白化現(xiàn)象最主要發(fā)生在ABS樹脂制品的推出部分。脫模效果不佳是其主要原因?？刹捎媒档妥⑸鋲毫?，加大脫模斜度，增加推桿的數(shù)量或面積，減小模具表面粗糙度值等方法改善，當然，噴脫模劑也是一種方

48、法，但應注意不要對后續(xù)工序，如燙印、涂裝等產生不良影響。該殼用于起支撐作用的支座， 抗拉強度、硬度、耐磨性要突出，綜合機械性能要好。具備這些條件的塑料首選：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（英文名稱:Acrylonitrile Butadiene Styrene ，簡稱：ABS）。</p><p>　　3. 空氣壓縮機殼體模具設計方案</p><p>　　3.1 分型面方案的確定</p>

49、<p>　　分型面是決定模具結構形式的一個重要因素，它與模具的整體結構、澆注系統(tǒng)的設計、塑件的脫模和模具的制造工藝等有關，因此分型面的選擇是注射模設計中的一個關鍵步驟。</p><p>　　3.1.1 分型面的設計原則</p><p>　　分型面應選擇在塑件外形最大輪廓處。</p><p>　　有利于塑件順利脫模。</p><p&g

50、t;　　應保證塑件的精度要求。</p><p>　　滿足塑件的外觀質量要求。</p><p><b>　　便于模具加工制造。</b></p><p><b>　　有利于排氣。</b></p><p>　　該塑件在進行塑件設計時已經充分考慮了上訴原則，同時從所提供的塑件圖樣可看出該塑件側面?zhèn)榷嫌袃商?/p>

51、通孔，角落上有圓管特征，所以分型時需進行側向抽芯分型。</p><p>　　3.1.2 確定分型面的位置</p><p>　　該空氣壓縮機塑件結構形狀比較復雜，通過分析選用多個分型面的形式。</p><p>　　3.2 確定型腔數(shù)量及排列方式</p><p>　　由于該塑件產量較大，且外觀要求較高，加上特殊的角度滑塊形式等因素，所以優(yōu)先采用一

52、模一腔的布局方式。</p><p>　　4. 成型零件工作尺寸的設計和計算</p><p>　　模具中決定塑件幾何形狀和尺寸的零件稱為成型零件，包括凹模、型芯、鑲塊、成型桿和成型環(huán)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，成型零件還要求結構合理，有較高的強度、剛度及較

53、好的耐磨性能。</p><p>　　設計成型零件時，應根據(jù)塑料的特性和塑件的結構及使用要求，確定型腔的總體結構，選擇分型面和澆口位置，確定脫模方式、排氣部位等，然后根據(jù)成型零件的加工、熱處理、裝配等要求進行成型零件結構設計，計算成型零件的工作尺寸，對關鍵的成型零件進行強度和剛度校核。</p><p>　　工作尺寸是零件上直接用以成型塑件部分的尺寸，主要有型腔和型芯的徑向尺寸，型腔深度和型芯

54、高度尺寸和中心距尺寸等。</p><p>　　ABS的成型收縮率為0.3%--0.8%所以平均收縮率取 s=0.55%。</p><p>　　塑件尺寸公差按GB/T 1446-1993標準中的5級精度成型。</p><p>　　4.1 定模部分的型芯與型腔</p><p>　　空氣壓縮機殼體圓管處的特征附著在一個角落上，角落上的三處曲面特征都

55、沒有拔模，且圓管倒扣屬于突出型帶角度的定模側倒扣特征，因此更適合將整個角落上的特征以滑塊形式成型。</p><p>　　4.1.1 圓管型腔</p><p>　　導滑槽結構形式采用在蓋板上制作好T型臺階的導滑部分，用螺釘固定在定模上。</p><p>　　塑件的尺寸公差源自參考文獻【3】的塑件公差表2-19.</p><p><b>

56、;　　，，，，</b></p><p>　　式中 s——塑料的平均收縮率，ABS為0.55%； </p><p><b>　　——修正系數(shù)；</b></p><p>　　——塑件尺寸公差，見上塑料尺寸公差值；</p><p>　　——模具制造誤差(其他誤差忽略)，當尺寸小于50mm時，。 </p>

57、<p>　　4.1.2 側型芯滑塊</p><p>　　塑件的尺寸公差源自參考文獻【3】的塑件公差數(shù)值表2-19。</p><p><b>　　， ，</b></p><p><b>　　式中各符號同前。</b></p><p><b>　　4.1.3 型腔</b>

58、;</p><p>　　塑件的尺寸公差源自參考文獻【3】的塑件公差數(shù)值表2-19。</p><p><b>　　,,，，。</b></p><p><b>　　式中各符號同前。</b></p><p>　　4.2動模部分的型芯與型腔</p><p>　　4.2.1 動模型芯&

59、lt;/p><p>　　塑件的尺寸公差源自參考文獻【3】的塑件公差數(shù)值表2-19。</p><p><b>　　,,，，，，</b></p><p><b>　　式中各符號同前。</b></p><p>　　4.2.2 側耳型芯</p><p>　　塑件的尺寸公差源自參考文獻【3

60、】的塑件公差數(shù)值表2-19。</p><p><b>　　,</b></p><p>　　5. 模具設計與選擇注塑機</p><p>　　5.1 選擇注塑機及模架</p><p>　　注射機是生產熱塑性塑料制件的主要設備。在設計模具時，除了應掌握注射成型工藝過程外，還應對所選用的注射機的有關技術參數(shù)有全面的了解，以保證設

61、計的模具與使用的注射機相適應。</p><p>　　注射機規(guī)格的確定主要是根據(jù)塑件的的大小及型腔的數(shù)量和排列方式，在確定模具結構形式及初步估算外形尺寸的前提下，設計人員應對模具所需的注射量、鎖模力、注射壓力、拉桿間距、最大和最小模具厚度、推出形式、推出位置、推出行程、開模距離進行計算。根據(jù)這些參數(shù)選擇一臺和模具相匹配的注射機，倘若用戶自己提供型號和規(guī)格，設計人員必須對其進行校核，若不能滿足要求，則必須自己調整或與

62、用戶取得商量調整。</p><p>　　5.1.1 注射量計算</p><p>　　5.1.1.1 塑件質量、體積計算</p><p>　　該產品為ABS，查書參考文獻【3】得知其密度為1.03~1.07g.cm-3</p><p>　　收縮率為0.3%~0.8%，計算其平均密度為1.05，平均收縮率為0.55%，通過pro/e造型分析計算，

63、塑件體積為： V1≈1307.46cm3</p><p>　　塑件的質量： m1≈ρV1=1.05×1307.46=1372.83g</p><p>　　5.1.1.2 澆注系統(tǒng)凝料體積的初步計算</p><p>　　可按塑件體積的0.6倍計算，由于該模具采用一模一腔，所以澆注系統(tǒng)體積為：V2=0.6×V1=0.6×1307.46≈7

64、84.47cm3</p><p>　　5.1.1.3 該模具一次注射所需塑料ABS</p><p>　　體積 V0＝V1＋V2=2091.93cm3</p><p>　　質量 m0＝ρV0≈2196.52g</p><p>　　5.1.2 注射機型號的選定</p><p>　　滿足注射量V機≥V塑件/0.8<

65、/p><p>　　式中 V機—額定注射量（cm3）</p><p>　　V塑件—塑件與澆注系統(tǒng)凝料體積和(cm3)</p><p>　　V塑件/0.8=2091.93/0.8=2614.91cm3</p><p>　　注射壓力 P注≥P成型</p><p>　　ABS塑料成型時的注射壓力P成型=70~

66、90MPa</p><p>　　根據(jù)以上的計算初步選定型號為×S-ZY-4000型臥式注射機。</p><p>　　×S-ZY-4000型注射機主要技術參數(shù)如下：</p><p>　　最大開合模行程 1100mm</p><p>　　模具最大厚度 1000mm</p><p>

67、;　　模具最小厚度 700mm</p><p>　　注射壓力 106MPa</p><p>　　螺桿直徑 130mm</p><p>　　拉桿空間 1050×950mm</p><p>　　5.1.3 模架的選擇 </p><p>

68、;　　根據(jù)前面型腔的布局以及互相位置尺寸，再根據(jù)成型零件尺寸結合標準模架，選用結構形式為P3型、模架尺寸為800mm×1000mm標準模架，可符合要求。</p><p>　　定模座板（1000mm ×1000mm，厚為50mm）</p><p>　　定模座板是模具與注射機連接固定的板，材料為45鋼。</p><p>　　定位圈通過4個M13.5的

69、內六角圓柱螺釘與其連接；定模座板與澆口套為H8/f8配合。</p><p>　　定模板（800mm × 800mm，厚250mm）</p><p>　　用于固定型芯。固定板應有一定的厚度，并有足夠強度，一般用45號鋼，調質到230HB~270HB。其上的導柱和導套一端采用H7/k6配合，另外一段采用H7/f7配合。</p><p>　　動模座板（1000m

70、m × 1000mm，厚63mm）</p><p>　　材料為45鋼，其上的注射機頂孔為直徑200mm。</p><p>　　動模板（800mm × 800mm，厚100mm）</p><p>　　行位滑塊通過T形導滑槽在模套中滑動，以完成側向分型和合模復位，材料為45鋼。其上的導柱和導柱孔為H7/k6配合。</p><p&g

71、t;　　中間板（800mm×800mm，厚20mm）</p><p>　　推件板（800mm×800mm，厚80mm）</p><p>　　支承板（800mm×800mm，厚80mm）</p><p>　　墊塊(160mm × 800mm ，厚315mm)</p><p><b>　　（1）主

72、要作用</b></p><p>　　在動模座板與支撐板之間形成推出機構的動作空間，或是調節(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>　?。?）結構形式</b></p><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）墊塊材料

73、</b></p><p>　　墊塊材料為Q235A，也可以用HT200、球墨鑄鐵等。,該套模具采用Q235A制造。</p><p>　?。?）墊塊的高度h校核。</p><p>　　h=++++=5+50+32+205+5=297mm ,符合要求。</p><p>　　式中 ——頂出板限位釘厚度，為5mm；</p>

74、<p>　　——推板厚度，為50mm；</p><p>　　——推桿固定板厚度，為32mm；</p><p>　　——推出行程，為205mm；</p><p>　　——推出行程余量，一般為3mm~6mm，取5mm。</p><p>　　推板（520mm ×800mm，厚度50mm）</p><p>

75、;　　材料為45鋼，其上的推板導套孔與推板導套采用H7/k6配合。用4個M10的內六角圓柱螺釘與推桿固定板固定。</p><p>　　推桿固定板（520mm × 800mm，厚度32mm）</p><p>　　鋼材為45鋼,其上的推板導套孔與推板導套采用H7/f9配合。</p><p>　　模架如圖5-1所示：</p><p>&l

76、t;b>　　圖5-1 模架形式</b></p><p>　　5.1.4 型腔數(shù)量的校核及注射機有關工藝參數(shù)的校核 </p><p>　　5.1.4.1 型腔數(shù)量的校核 </p><p>　　按注射機的最大注射量校核型腔數(shù)量</p><p><b>　　符合要求。</b></p>&

77、lt;p><b>　　式中</b></p><p>　　——注射機允許的最大注射量，該注射機為4000g。</p><p>　　K——注射機最大注射量的利用系數(shù)，結晶型塑料一般取0.8；</p><p>　　m1——單個塑件的質量，取m1≈31.05g ；</p><p>　　m2——澆注系統(tǒng)的質量，取0.6

78、15;m1。</p><p>　　其他符號意義與取值同前。</p><p>　　5.1.4.2 注射機工藝參數(shù)的校核</p><p><b>　　A 注射量的校核</b></p><p>　　注射量以容積表示，最大注射容積為：</p><p><b>　　式中</b><

79、/p><p>　　——模具型腔和流道的最大容積（）；</p><p>　　V——指定型號與規(guī)格的注射機注射量容積（），該注射機為4000（）；</p><p>　　a——注射系數(shù)，取0.75～0.85,無定型塑料可取0.85，結晶型塑料可取0.75，該處取0.75</p><p><b>　　最少注射容積：</b></

80、p><p>　　故每次注射的實際注射量容積應滿足，而 </p><p><b>　　符合要求。</b></p><p><b>　　B 鎖模力的校核</b></p><p>　　式中K——鎖模力安全系數(shù)，一般取1.1～1.2，此處取1.15。</p><p>　　A由AUTOCA

81、D計算而得為157481.81，取30。而，鎖模力校核合格。</p><p>　　C 最大注射壓力的校核</p><p>　　注射機的額定注射壓力即為該機器的最高壓力</p><p>　　應該大于注射成型所需調用的注射壓力的 即</p><p>　　式中安全系數(shù)；實際生產中為70～90。</p><p>　　代入數(shù)據(jù)

82、計算，符合要求。</p><p><b>　　D 安裝尺寸的校核</b></p><p><b>　　最大與最小模具厚度</b></p><p>　　模具厚度H應滿足 </p><p><b>　　式中 </b></p><p>　　而該套模具厚度H

83、=50+20+250+100+80+80+315+63=958mm ，符合要求。</p><p><b>　　E 開模行程校核</b></p><p>　　對于雙分型面注射模，開模行程H為</p><p>　　——注射機動模板的開模行程，取1100mm；</p><p>　　——塑件推出行程取233mm；</p&g

84、t;<p>　　——取出澆注系統(tǒng)凝料必需的長度，取70mm；</p><p>　　——為包括流道凝料在內的塑件高度205；</p><p>　　代值計算發(fā)現(xiàn)開模行程能滿足。</p><p>　　5.2 模具澆注系統(tǒng)設計和澆口的設計</p><p>　　普通澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、澆口和冷料井組成。</p><

85、;p>　　5.2.1 主流道的設計</p><p>　　主流道是塑料熔體進入模具型腔時最先經過的部位，它將注塑機噴嘴注出的塑料熔體導入分流道或型腔，其形狀為圓錐形，便于熔體順利的向前流動，開模時主流道凝料又能順利拉出來。</p><p>　　5.2.1.1 主流道尺寸</p><p>　?。?）主流道的小端直徑 d =注射機噴嘴直徑+（0.5~1）<

86、/p><p>　　=10+（0.5~1），取d=11mm 。</p><p>　　（2）主流道的球面半徑 SR =注射機噴嘴球頭半徑+（1~2）</p><p>　　=35+（1~2），取SR=36mm 。</p><p>　　（3）球面的配合高度 ，取h=3mm 。</p><p>　　（4）主流道的長度

87、 取L=50+20=70mm。</p><p>　?。?）主流道大端直徑 （半錐角為，?。?</p><p><b>　　取。</b></p><p>　?。?）澆口套總長由于埋入5mm，故最后長度應為70mm。</p><p>　　5.2.1.2 主流道的凝料體積</p><

88、;p>　　5.2.1.3 主流道當量直徑</p><p>　　5.2.1.4 主流道澆口套的形式</p><p>　　主流道小端入口處與注射機噴嘴反復接觸，屬易損件，對材料要求比較嚴，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，以便有效的選用優(yōu)質鋼材單獨進行加工和熱處理，常采用碳素工具鋼，如T8A、T10A等，熱處理硬度為50HRC~55HRC,如圖5-2所示。&l

89、t;/p><p>　　圖5-2 主流道襯套</p><p>　　5.2.1.5 定位圈的設計與固定</p><p>　　由于該模具主流道比較長，定位圈和襯套設計成分體式，注射機定位孔尺寸為 ，定位圈尺寸取 ，兩者之間呈較松的間隙配合。</p><p>　　定位圈結構尺寸如圖5-3所示；定位圈和襯套的固定形式如圖5-4所示。</p>

90、<p><b>　　圖5-3 定位圈</b></p><p>　　圖5-4 主道襯套的固定形式</p><p>　　1-內六角螺釘； 2-定位圈；3-定模座板；4-主流道襯套；5-中間板</p><p>　　5.2.2 分流道設計</p><p>　　5.2.2.1 分流道布置形式</p>&l

91、t;p>　　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)，使塑料熔體盡快地經分流道均衡的流入型腔。選擇細水口點進膠,如圖5-7，塑料熔體直接流入型腔，因而壓力損失小，進料速度快，成型比較容易另外傳遞壓力好，保壓補縮作用強.</p><p><b>　　A 分流道長度</b></p><p>　　分流道長度分別為70,70mm。</p><

92、p>　　B 分流道形狀、截面尺寸</p><p>　　為了便于機械加工機凝料脫模，本設計的分流道設置在分型面上定模一側，截面形狀采用加工工藝性比較好的梯形截面。梯形截面對塑料熔體及流動阻力均不大。由參考文獻【4】中表2-4-3（常用分流道形狀及尺寸）和取得分流道直徑，梯形斜角通常取，此處取，底部圓角，取。</p><p>　　C 分流道的當量直徑因為該塑件的質量m1≈ρV1=1.05

93、×1307.46=1372.83g</p><p><b>　　，</b></p><p>　　分流道的當量直徑為10mm。</p><p><b>　　D 凝料體積</b></p><p><b>　　分流道的長度</b></p><p>&

94、lt;b>　　分流道截面積</b></p><p><b>　　凝料體積</b></p><p>　　E 分流道的表面粗糙度和脫模斜度 分流道的表面粗糙度要求不是很低，一般取即可，此處取。另外，其脫模斜度一般在之間，這取脫模斜度為8°。</p><p>　　分流道布置如圖所示，截面形狀如圖5-6所示。</p&

95、gt;<p>　　圖5-5 分流道布置</p><p>　　圖5-6 分流道截面形狀</p><p>　　5.2.3 澆口的設計</p><p>　　澆口是連接流道與型腔之間的一段細短通道，它是澆注系統(tǒng)的關鍵部位。澆口的形狀和尺寸對塑件的質量影響很大。</p><p>　　5.2.3.1 澆口類型及位置的確定</p>

96、<p>　　考慮到零件的表面要求較高，產量較大，加上定模側滑塊等因素，采用點澆口從零件頂部的兩圓槽進膠的方式比較合適。</p><p>　　5.2.3.2 澆口結構尺寸的確定</p><p>　　根據(jù)參考文獻【4】中表2-4-6點澆口的形式，繪制截面圖如下：</p><p><b>　　圖5-7 點澆口</b></p>

97、<p>　　5.3型腔零件剛度和強度校核</p><p>　　塑料模具型腔在成型過程中受到熔體的高壓作用，應具有足夠的強度和剛度。如果型腔側壁和底板厚度過小，可能因強度不夠而產生塑性變形甚至破壞，也可能因剛度不足而產生撓曲變形，導致溢料和出現(xiàn)飛邊，降低塑料尺寸精度并影響順利脫模。</p><p>　　成型零部件強度、剛度計算應考慮的要素：</p><p&g

98、t;　　（1）塑件成型過程中不產生溢料。</p><p>　?。?）保證塑件的尺寸精度。</p><p>　?。?）保證塑件順利脫模。</p><p>　　5.4合模導向機構的設計</p><p>　　5.4.1 導向機構的總體設計</p><p>　?。?）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分，其中心

99、至模具邊緣應有足夠的距離，以保證模具的精度，防止壓入導柱和導套后變形。</p><p>　?。?）該導套采用4根導柱，其布置為等直徑導柱對稱布置。</p><p>　?。?）導柱安裝在動模板上，導套安裝在定模座板上。</p><p>　?。?）為了保證分型面很好的接觸，導柱和導套在分型面處應只有承屑槽，在導柱孔口倒角。</p><p>　　（

100、5）在合模時，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>　?。?）動定模板采用合并加工時，可確保同軸度要求。</p><p>　　5.4.2 導柱設計</p><p>　　（1）采用帶頭導柱，如圖5-8所示。</p><p>　?。?）導柱長度必須比凸模端面高度高出8mm ～12mm。</p>&

101、lt;p>　　（3）為了使導柱能順利地進入導向孔，導柱端部常做成圓錐形的先導部分。</p><p>　?。?）導柱的直徑應根據(jù)模具尺寸來確定，應保證有足夠的抗彎強度。</p><p>　?。?）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間隙配合。</p><p>　?。?）導柱工作部分的表面粗糙度為0.2um。&l

102、t;/p><p>　?。?）導柱應具有堅硬耐磨的表面、不易折斷的內芯。多采用低碳鋼經滲碳淬火處理或碳素工具鋼T8A、T10A經淬火處理，硬度為50HRC以上或45鋼經調質、表面淬火、低溫回火、硬度為50HRC以上。</p><p><b>　　圖5-8 導柱</b></p><p>　　5.4.3 導套設計</p><p>

103、　　導套與安裝在另外一半模上的導柱相配合，用以確定動、定模的相對位置，以保證模具運動導向精度的圓套形零件。導套常用的結構形式有兩種：直導套、帶頭導套。</p><p>　?。?）采用帶頭導套，如圖5-9所示。</p><p>　?。?）導套的端面應倒圓角，導柱孔最好做成通孔，利于排出孔內剩余空氣。</p><p>　　（3）導套孔的的滑動部分按H8/f7 H7/f

104、7的間隙配合，表面粗糙度為0.4um。</p><p>　　導套外徑與模板一端采用H7/k6配合；另外一端采用H7/f7配合鑲入模板。</p><p>　?。?）導套材料可用淬火鋼或銅等耐磨材料制造，該模具中采用T8A。</p><p><b>　　圖5-9 導套</b></p><p>　　5.5脫模推出機構的設計&l

105、t;/p><p>　　注射成型每一循環(huán)中，塑件必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，也常稱為推出機構。根據(jù)塑件的形狀特點， 模具型腔在定模部分，型心在動模部分。其推出機構可采用推桿推出機構、推件板推出機構。由于分型面有臺階，為了便于加工，降低模具成本，我們采用推桿推出機構，推桿推出機構結構簡單，推出平穩(wěn)可靠，雖然推出時會在塑件上留下頂出痕跡，但塑件底部裝配后使用時 不影響外觀，設立

106、4個推桿平衡布置，既達到了推出塑件的目的，又降低了加工成本。注：推桿推出塑件，推桿的前端應比型腔或型心平面高出0.1-0.2mm。</p><p>　　5.5.1 脫模推出機構的設計原則</p><p>　　塑件推出（頂出）是注射成型過程中的最后一個環(huán)節(jié)，推出質量的好壞將最后決定塑件的質量，因此，塑件的推出是不可忽視的，應遵循以下原則。</p><p>　?。?）推

107、出機構應近盡量設置在動模一側。</p><p>　?。?）保證塑件不因推出而變形損壞。</p><p>　　（3）機構簡單，動作可靠。</p><p>　?。?）良好的塑件外觀。</p><p>　?。?）合模時的準確復位。</p><p>　　5.5.2 塑件的推出機構</p><p>　　本

108、設計采用推桿推出機構。推桿截面為圓形，推桿推出動作靈活可靠，推桿損壞后也便于更換。結合制品的結構特點，模具型腔的結構采用了整體式型腔板，這種結構工作過程中精度高，并且在此模具中容易加工得到， 在推出機構中采用廠組合式推桿，如圖中，這種結構主要是防止推桿在工作過程中受到彎曲力或側向壓力而折斷，因為產品較小，另外折斷后也易于更換。這里采用設計推桿，全部固定在推桿固定板。</p><p>　?。?）推桿如圖所示，共4根

109、推桿。</p><p>　　（2）推桿應設置在脫模阻力大的地方。</p><p>　　（3）推桿應布置均勻。</p><p>　　（4）推桿應設在塑件強度、剛度較大的地方。</p><p>　?。?）推桿直接與模板上的推桿孔采用H8/f8間隙配合。</p><p>　　（6）通常推桿裝入模具后，其端面應與型腔地面平齊或

110、高出型腔底面0.05mm~0.10mm。</p><p>　?。?）推桿與推桿固定板，通常采用單邊0.5mm的間隙，這樣可以降低加工要求，又能在多推桿的情況下，不因各板上的推桿孔加工誤差引起軸線不一致而發(fā)生卡死現(xiàn)象。</p><p>　?。?）推桿的材料常用T8、T10碳素工具鋼，熱處理要求硬度50HRC以上，工作端配合部分的表面粗糙度為 u=0.8um。</p><p

111、>　　5.5.3 脫模力的計算</p><p>　　式中，E是塑件的彈性模量()，S是塑件成型的平均收縮率(%)，L是被包型芯的長度()，是脫模斜度，是塑件與鋼材之間的摩擦因素，當塑件底部有通孔時，A為零，是由和決定的無因次數(shù)，</p><p>　　。具體數(shù)值見表5-1</p><p><b>　　表5-1</b></p>

112、<p>　　圓管型芯的脫模力計算 因為，所以，此處視為薄壁塑件，同時，由于該塑件的內孔是通孔，所以，脫模時不存在真空壓力，可得脫模力為</p><p>　　5.5.4 推桿直徑的計算</p><p>　　式中——推桿長度，取463mm</p><p>　　——脫模力，取29224.8N</p><p>　　——推桿材料的彈性模量，

113、取2.1×105MPa</p><p><b>　　——推桿數(shù)量，取4</b></p><p>　　——安全系數(shù)，取1.5</p><p>　　當前，推桿已經制成標準件，根據(jù)上述的計算結果和各推桿標準件的尺寸，初選直徑為20mm的圓形截面推桿。</p><p>　　5.5.5 推桿強度的校核</p>

114、<p>　　式中——推桿應力，取2326.8</p><p>　　——推薦鋼材的屈服極限強度，一般中碳鋼；</p><p>　　根據(jù)上述計算結果，推桿直徑校核合格。</p><p><b>　　圖5-10 推桿</b></p><p>　　5.6 推出機構的復位</p><p>　　

115、使推出機構復位最簡單、最常用的方法是在推桿固定板上同時安裝復位桿。復位桿為圓形截面，模具上設置四根復位桿，其位置應對稱設在推桿固定板的四周，以便推出機構在合模時能平穩(wěn)復位。復位桿在裝配后其端面應與動模分型面齊平，推出機構推出后，復位桿便高出分型面一定距離（即推出行程）。合模時復位桿先于推桿與定模分型面接觸，在動模向定模逐漸合攏過程中，推出機構被復位桿頂住，從而與動模產生相對移動直至分型面合攏時，推出機構就回復到原來的位置，這種機構中的合

116、模和復位是同時完成的。</p><p><b>　　圖5-11 復位桿</b></p><p>　　5.7 側向分型與抽芯機構設計</p><p>　　側向分型與抽芯機構用來成型塑件上的外側凸起，凹槽和孔以及殼體塑件的外部凸起，凹槽和不通孔，具有側抽機構的注射模，其活動零件多，動作復雜。在本設計中特別要注意其機構的可靠性和高效性。側抽機構類型很

117、多，根據(jù)動力來源的不同，一般可分為機動，液動或氣動以及手動三大類。根據(jù)塑件結構進行合理的選用。</p><p>　　5.7.1 圓管倒扣機構設計</p><p>　　圓管特征通過內部型芯滑塊，斜導柱以及楔緊塊來成型。斜導柱分型抽芯是應用最廣的分型抽芯機構，它借助開模力完成側向抽芯，結構簡單，制造方便，動作可靠。其結構如圖5-13所示，側型芯滑塊裝在T型導滑槽內，可沿著抽拔方向平穩(wěn)滑移，驅動

118、滑塊的斜導柱與開模運動方向成斜角安裝，斜導柱與滑塊上對應的孔呈松動配合，開模時斜導柱與滑塊發(fā)生相對運動，斜導柱對滑塊產生一側向分力，迫使滑塊完成抽芯動作。</p><p>　　抽芯距的確定與抽拔力的計算</p><p>　　5.7.1.1 抽芯距的計算公式如下：</p><p>　　式中 S—抽芯距，mm；</p><p>　　S’—塑件上

119、側孔的深度，mm</p><p>　　5.7.1.2 斜導柱直徑d的確定：</p><p><b>　　—抽拔力</b></p><p>　　—塑件包絡型芯的面積；</p><p>　　—塑件對型芯單位面積上的包緊力，一般取8～12MPa；</p><p>　　—塑件對鋼的摩擦系數(shù)，通常取0.15

120、～0.2；</p><p><b>　　—脫模斜度；</b></p><p><b>　　帶入公式可得</b></p><p>　　通過分析可選斜導柱傾角，由參考文獻【4】表2-4-106查的最大彎曲力。</p><p>　　滑塊端面受力點的垂直距離。由最大彎曲力和受力點垂直距離查參考文獻【4】表2