電器盒后蓋的注塑模具設(shè)計(jì)【塑料注射?！?

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電器盒后蓋注塑模具設(shè)計(jì)摘要 首先此次畢業(yè)設(shè)計(jì)主要完成電器盒后蓋注塑模具的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)中分析了零件的結(jié)構(gòu)及工藝性，確定該塑件的注塑成型方案并進(jìn)行了注射模設(shè)計(jì)方面的相關(guān)計(jì)算。其次利用 UG 軟件的 CAD 模塊對(duì)電器盒后蓋注射模進(jìn)行三維造型。模具設(shè)計(jì)要求結(jié)構(gòu)緊湊、工作可靠、操作方便、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、冷卻效果好、勞動(dòng)強(qiáng)度低、生產(chǎn)效率高、生產(chǎn)的塑件精度高、生產(chǎn)成本低。本文從型腔數(shù)量和布局的確定、注射機(jī)選擇、流道的設(shè)計(jì)、模板及其標(biāo)準(zhǔn)件的選用、冷卻系統(tǒng)、成型部件的設(shè)計(jì)等給出了詳細(xì)的設(shè)計(jì)過(guò)程。注射模具設(shè)計(jì)是一個(gè)需要很多的經(jīng)驗(yàn)的模具設(shè)計(jì)，所以我們可以利用各種設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)與理論相結(jié)合的方式使得該設(shè)計(jì)更加完美。UG 軟件是一個(gè)極好的工具，可用于現(xiàn)代的成型加工與模具設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：電器盒后蓋，注塑模具，型腔，注射機(jī) IElectrical box cover injection mold designAbstractFirstly, the design of graduation design mainly completes the electrical box cover injection mold, the design analysis of the structure and process of the part, determine the injection molded plastic parts program and the related calculation of injection mold design. Secondly, using CAD module of UG software for three-dimensional modeling of injection mould for electrical box cover. The die design requires compact structure, reliable operation, easy operation, smooth operation, good cooling effect, low labor intensity, high production efficiency, high precision of plastic parts and low production cost. This paper gives the detailed design process from the determination of the number and layout of the cavity, the selection of the injection machine, the design of the runner, the selection of the template and its standard parts, the cooling system and the design of the forming parts.Injection mold design is a need for a lot of experience in the mold design, so we can use a variety of design experience and theory of the combination of the way to make the design more perfect. UG software is an excellent tool for forming process and die design of modern.Keywords: electrical box cover, injection mold cavity, injection machineII目 錄第 1 章 前言 .................................................................................................11.1 本課題的研究?jī)?nèi)容和意義 ..................................................................................11.2 國(guó)內(nèi)外的發(fā)展概況 [1]...........................................................................................21.3 本課題應(yīng)達(dá)到的要求 ..........................................................................................3第 2 章 塑件工藝件設(shè)計(jì)分析 .....................................................................42.1 概述 .......................................................................................................................42.2 塑件分析 ...............................................................................................................42.3 塑件材料的確定 ..................................................................................................42.3.1 塑件材料的選擇 .......................................................................................42.4 塑件材料的各項(xiàng)性能 ..........................................................................................42.4.1 主要特性 ...................................................................................................52.4.2 技術(shù)指標(biāo) ...................................................................................................52.4.3 制件壁厚 ...................................................................................................52.4.4 精度 ...........................................................................................................52.4.5 尺寸公差 ...................................................................................................62.4.6 塑件的成型工藝性能介紹 .......................................................................62.5 體積計(jì)算確定型腔數(shù)量及型腔布局 ..................................................................62.5.1 體積 ...........................................................................................................62.5.2 質(zhì)量 ............................................................................................................62.5.3 型腔布局 ....................................................................................................72.6 塑件的脫模斜度 ..................................................................................................72.6.1 脫模斜度的意義和影響 ............................................................................72.6.2 脫模斜度的確定 ........................................................................................72.7 注塑設(shè)備的選擇及其主要參數(shù) ..........................................................................82.7.1 注塑設(shè)備的型號(hào)選取 ................................................................................82.8 注塑機(jī)重要參數(shù)的校核 .......................................................................................82.8.1 注塑容量的校核 ........................................................................................8III2.8.2 注射壓力的校核 ........................................................................................92.8.3 鎖模力的校核 ............................................................................................92.8.4 開(kāi)模行程的校核 ......................................................................................102.9 模架的選擇 ........................................................................................................102.10 本章小結(jié) ...........................................................................................................11第 3 章 分型面的設(shè)計(jì) ...............................................................................123.1 概述 .....................................................................................................................123.2 分型面的選擇 .....................................................................................................123.4 本章小結(jié) ............................................................................................................13第 4 章 澆注系統(tǒng) .......................................................................................144.1 主流道設(shè)計(jì) .........................................................................................................144.2 分流道的設(shè)計(jì) .....................................................................................................154.2.1 分流道的布局 ..........................................................................................154.3 澆口的設(shè)計(jì) .........................................................................................................154.4 本章小結(jié) ............................................................................................................16第 5 章 模具成型零部件的設(shè)計(jì) ...............................................................175.1 型腔的設(shè)計(jì) .........................................................................................................175.2 型芯的設(shè)計(jì) .........................................................................................................175.3 成型零部件工作尺寸的計(jì)算 .............................................................................18第 6 章 頂出脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) ...................................................................206.1 概述 .....................................................................................................................206.2 頂桿頂出機(jī)構(gòu) .....................................................................................................206.3 推板頂出機(jī)構(gòu) .....................................................................................................216.4 模架的設(shè)計(jì) ........................................................................................................216.6 本章小結(jié) .............................................................................................................21第 7 章 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ...........................................................................227.1 冷卻管道的工藝計(jì)算 ........................................................................................227.2 冷卻水道的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ........................................................................................23IV7.3 本章小結(jié) ............................................................................................................23第 8 章 導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) ...................................................................258.1 導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用 ........................................................................................258.2 導(dǎo)柱導(dǎo)套的選擇 ................................................................................................25第 9 章 模具零部件材料選擇 ...................................................................269.1 塑料模選用鋼材的原則 ....................................................................................269.2 模具的選材及熱處理要求 ................................................................................26第 10 章 模具的試模與修模 ...................................................................2710.1 制品的粘著 ......................................................................................................2710.2 注射填充不足 ..................................................................................................2710.3 次品分析 ..........................................................................................................27第 11 章 設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題和解決方案 .....................................................2911.1 結(jié)論 ...................................................................................................................2911.2 不足之處及未來(lái)展望 .......................................................................................29致 謝 .........................................................................................................30參考文獻(xiàn): ....................................................................................................310第 1 章 前言1.1 本課題的研究?jī)?nèi)容和意義模具工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)，被成為“工業(yè)之母”。而塑料模具又是整個(gè)模具行業(yè)中的一枝獨(dú)秀，發(fā)展極為迅速。自從 1927 年聚氯乙烯塑料問(wèn)世以來(lái)，隨著高分子化學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及高分子合成技術(shù)、材料改性技術(shù)的進(jìn)步，愈來(lái)愈多的具有優(yōu)異性能的高分子材料不斷涌現(xiàn)，從而促使塑料工業(yè)飛躍發(fā)展。在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中，69%~90% 的工業(yè)產(chǎn)品需要使用模具加工，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)和生產(chǎn)在很大程度上都依賴(lài)于模具生產(chǎn)，特別是汽車(chē)、輕工、電子、航空等行業(yè)尤為突出。我國(guó)自改革開(kāi)放以來(lái)，塑料工業(yè)發(fā)展很快，表現(xiàn)在不僅塑料增加而且其品種更為增多，其產(chǎn)量已上升到居世界第四位，由此可見(jiàn)，塑料工業(yè)已在我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門(mén)中發(fā)揮了愈來(lái)愈大的作用。在模具方面，我國(guó)模具總量雖已位居世界第三，但設(shè)計(jì)制造水平總體上比德、美、日、法、意等發(fā)達(dá)國(guó)家落后許多，模具商品化和標(biāo)準(zhǔn)化程度比國(guó)際水平低許多。在模具價(jià)格方面，我國(guó)比發(fā)達(dá)國(guó)家低許多，約為發(fā)達(dá)國(guó)家的 1/3~1/5，工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家將模具向我國(guó)轉(zhuǎn)移的趨勢(shì)進(jìn)一步明朗化。我國(guó)塑料模的發(fā)展迅速。塑料模的設(shè)計(jì)、制造技術(shù)、CAD 技術(shù)、CAPP 技術(shù)，已有相當(dāng)規(guī)模的確開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。在設(shè)計(jì)技術(shù)和制造技術(shù)上與發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)差距較大，在模具材料方面，專(zhuān)用塑料模具鋼品種少、規(guī)格不全質(zhì)量尚不穩(wěn)定。模具標(biāo)準(zhǔn)化程度不高，系列化商品化尚待規(guī)?；?；CAD、CAE、Flow Cool 軟件等應(yīng)用比例不高；獨(dú)立的模具工廠(chǎng)少；專(zhuān)業(yè)與柔性化相結(jié)合尚無(wú)規(guī)劃；企業(yè)大而全居多，多屬勞動(dòng)密集型企業(yè)。因此努力提高模具設(shè)計(jì)與制造水平，提高國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)能力，是刻不容緩的。近年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步以及對(duì)塑件質(zhì)量要求的提高，塑料模塑成型技術(shù)正向高精度、高效率、自動(dòng)化、大型、微型、精密、高壽命的方向發(fā)展，具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：1、塑料成型理論研究的進(jìn)展。2、新的成型方法不斷涌現(xiàn)。3、塑件更趨向精密化、微型化及超大型化。4、開(kāi)發(fā)出新型模具材料。15、模具表面強(qiáng)化熱處理新技術(shù)應(yīng)用。6、模具 CAD/CAM/CAE 技術(shù)發(fā)展迅速。7、模具大量采用標(biāo)準(zhǔn)化。模具是汽車(chē)、電子、電器、航空、儀表、輕工、塑料、日用品等工業(yè)生產(chǎn)的重要工藝裝備，模具工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)。沒(méi)有模具，就沒(méi)有高質(zhì)量的產(chǎn)品。用模具加工的零件，具有生產(chǎn)率高、質(zhì)量好、節(jié)約材料、成本低等一系列優(yōu)點(diǎn)。因此已經(jīng)成為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段和工藝發(fā)展方向。因此，模具技術(shù)，特別是制造精密、復(fù)雜、大型模具的技術(shù)，已成為衡量一個(gè)國(guó)家機(jī)械制造水平的重要標(biāo)志之一。自改革開(kāi)放以來(lái)，到目前為此制造業(yè)在中國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占的比重已占到 45%，制造業(yè)部門(mén)成為 GDP 增長(zhǎng)的主要支撐力量?，F(xiàn)代模具行業(yè)是技術(shù)，資金密集性的行業(yè)，模具行業(yè)的發(fā)展，可以帶動(dòng)制造業(yè)的蓬勃發(fā)展，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著輻射性的影響。1.2 國(guó)內(nèi)外的發(fā)展概況 [1]隨著計(jì)算機(jī)軟件的發(fā)展和進(jìn)步，CAD/CAE/CAM 技術(shù)也日臻成熟，其現(xiàn)代模具中的應(yīng)用將越來(lái)越廣泛。利用先進(jìn)的 CAD/CAM/CAE 技術(shù)進(jìn)行模具的設(shè)計(jì)與制造，不僅省時(shí)省力，實(shí)現(xiàn)了無(wú)圖紙化加工，而且制品的準(zhǔn)確性，減少了試模的次數(shù)，縮短模具的設(shè)計(jì)及生產(chǎn)周期。模具制造技術(shù)將向集成化、智能化、益人化、高效化方向發(fā)展。最為重要的是保證了模具使用壽命。模具制造技術(shù)迅速發(fā)展，已成為現(xiàn)代制造技術(shù)的重要組成部分。在塑料成型生產(chǎn)中，先進(jìn)的模具設(shè)計(jì)、高質(zhì)量的模具制造、優(yōu)質(zhì)的模具材料、合理的加工工藝和現(xiàn)代化的成型設(shè)備等是成型優(yōu)質(zhì)塑件的重要條件。由于塑料模具工業(yè)快速發(fā)展及上述各方面差距的存在，因此我國(guó)今后塑料模具的 發(fā)展必將大于模具工業(yè)總體發(fā)展速度。塑料模具生產(chǎn)企業(yè)在向著規(guī)模化和現(xiàn)代化發(fā)展的同時(shí)，“小而專(zhuān)”、“小而精” 仍舊是一個(gè)必然的發(fā)展趨勢(shì)。從技術(shù)上來(lái)說(shuō)，為了滿(mǎn)足用戶(hù)對(duì)模具制造的“交貨期短”、“精度高”、“質(zhì)量好”、“價(jià)格低”的要求，以下的發(fā)展趨勢(shì)也較為明顯。一方面發(fā)展專(zhuān)業(yè)模具廠(chǎng)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，使之進(jìn)一步提高對(duì)某一類(lèi)模具的設(shè)計(jì)制造水平；另一方面要不斷采用新技術(shù)、新工藝，提高模具產(chǎn)品的技術(shù)含量。要提高我國(guó)的模具技術(shù)水平，必須在以下方面加大努力：21、開(kāi)發(fā)精密、大型、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命的模具，實(shí)現(xiàn)模具國(guó)產(chǎn)化；2、.加速模具標(biāo)準(zhǔn)化、專(zhuān)業(yè)化、商品化生產(chǎn)；3、大力發(fā)展 CAD／CAM／CAE、RPM 等先進(jìn)模具設(shè)計(jì)和制造技術(shù)；4、加大人才培養(yǎng)的力度，使他們盡快掌握模具設(shè)計(jì)和制造中的先進(jìn)技術(shù)。1.3 本課題應(yīng)達(dá)到的要求模具畢業(yè)設(shè)計(jì)是模具專(zhuān)業(yè)最為重要的環(huán)節(jié)之一，同時(shí)它也是最后的一個(gè)關(guān)鍵教學(xué)環(huán)節(jié)。它是由學(xué)生過(guò)渡到生產(chǎn)的一步，由學(xué)校走向工廠(chǎng)的橋梁。是我們第一次系統(tǒng)地把所學(xué)理論應(yīng)用在實(shí)際生產(chǎn)。通過(guò)此次的畢業(yè)設(shè)計(jì)制造的各個(gè)環(huán)節(jié)有了更加深入明確的了解從而培養(yǎng)和提高設(shè)計(jì)的能力。畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的有兩個(gè)，第一個(gè)目的是讓我們掌握模具設(shè)計(jì)的基本技能，如繪圖，計(jì)算，查閱設(shè)計(jì)資料和手冊(cè)。熟悉國(guó)標(biāo)和各種標(biāo)準(zhǔn)的能力，能夠熟練運(yùn)用三維軟件進(jìn)行繪圖。第二個(gè)目的是了解和掌握模具設(shè)計(jì)與制造的工藝，從而獨(dú)立的設(shè)計(jì)一般的塑料模具，為走出學(xué)校走向社會(huì)打下基礎(chǔ)。本人設(shè)計(jì)的這副模具是塑料成型模具，塑料電器盒后蓋塑料模具設(shè)計(jì)，這是一種方形狀的塑料外殼。在設(shè)計(jì)過(guò)程中我是按照循序漸進(jìn)的方法，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求去做，力求數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，結(jié)構(gòu)合理，在保證合乎塑料件要求的同時(shí)，力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。但是由于本人的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不足，因此考慮的問(wèn)題可能有些地方不是很全面，設(shè)計(jì)中難免會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤，還望各位老師和同學(xué)指正。在此，我在這里衷心的感謝導(dǎo)師對(duì)我的指導(dǎo)和同學(xué)對(duì)我的幫助。第 2 章 塑件工藝件設(shè)計(jì)分析2.1 概述3此章將會(huì)對(duì)塑件的工藝設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，確定此論文題目電器盒后蓋的材料及其收縮率和密度等特性。然后通過(guò)體積計(jì)算確定型腔的數(shù)量及排列，并由此選擇相對(duì)應(yīng)的注塑機(jī)的型號(hào)和模架。2.2 塑件分析圖 2.1 為制品的三維立體圖。該產(chǎn)品精度及表面粗糙度要求很高,零件是屬于方形殼體，零件的體積不大。考慮到注射填充和模具的大小。采用一模兩腔結(jié)構(gòu)。圖 2.1 制品的三維立體圖2.3 塑件材料的確定2.3.1 塑件材料的選擇考慮到電器盒后蓋的工作環(huán)境，由于是日常用品必須是無(wú)毒，無(wú)臭，無(wú)味的材料制成。，經(jīng)常用手觸摸，必須耐酸、化學(xué)穩(wěn)定性要好；抗拉強(qiáng)度、硬度、耐磨性要突出，綜合機(jī)械性能要好。具備這些條件的塑料一般首選：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（英文名稱(chēng):Acrylonitrile Butadiene Styrene ，簡(jiǎn)稱(chēng)：ABS）。2.4 塑件材料的各項(xiàng)性能2.4.1 主要特性（1）綜合力學(xué)性能好,抗沖擊強(qiáng)度高,耐化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng),而且電性能非常優(yōu)越。（2）與有機(jī)玻璃的熔接性良好，可表面鍍鉻,以及噴漆處理。（3）高抗沖、高耐熱、高阻燃、高增強(qiáng)、高透明。（4）流動(dòng)性比 HIPS 差一點(diǎn)，比 PMMA、PC 等好，柔韌性好。 42.4.2 技術(shù)指標(biāo)表 2-1 ABS 的技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)下[2] 密度 3/()kgdm??1.02～1.16 比體積 31/()vdmkg?0.86～0.98吸水率 2410pc???0.2～0.4 收縮率 s 0.4～0.7熔點(diǎn) tC?130～160 硬度 HB 9.7R121抗拉屈服強(qiáng)度 bMPa?50拉伸彈性模量 1EMPa31.80??體積電阻率 ()Vcm??16.90?彎曲強(qiáng)度 w?800.46MP 90～108 無(wú)缺口 261熱變形溫度t/c 0.185MP 83～103沖擊韌度 2()nkJm??2k缺口 112.4.3 制件壁厚零件的壁厚為 2mm（ABS 的推薦小型塑件壁厚：8mm 和最小壁厚參考值0.80mm[3]）。2.4.4 精度電器盒后蓋上蓋的尺寸精度：根據(jù)“塑件精度等級(jí)的選用（SJ1372-1978）”，選擇建議采用的精度等級(jí)為 ABS 一般精度——5 級(jí)。2.4.5 尺寸公差電器盒后蓋上蓋的尺寸公差：根據(jù)“塑件的尺寸公差（SJ1372-1978）”2.4.6 塑件的成型工藝性能介紹表 2-2 ABS 的注射工藝參數(shù)注射機(jī)類(lèi)型 螺桿式 螺桿轉(zhuǎn)速 30 ~ 60r/min噴嘴形式 直通式噴嘴 噴嘴溫度 180~190℃模具溫度 50 ~ 70℃ 注射壓力 60 ~100Mpa5保壓壓力 5 ~ 10 Mpa 冷卻時(shí)間 5 ~ 15s周期 15 ~ 30s后處理方法 紅外線(xiàn)烘箱溫度 70℃時(shí)間 0.3 ~ 1h備注 原材料應(yīng)預(yù)干燥 0.5h 以上2.5 體積計(jì)算確定型腔數(shù)量及型腔布局2.5.1 體積根據(jù) UG 對(duì)零件的分析可得制件的體積圖 2.6 體積計(jì)算2.5.2 質(zhì)量根據(jù) UG 的分析可得：體積 =3.9cm3并由已知 密度 = 1.05000000 g/cm3 可得：質(zhì)量 = 4.095 g考慮到 ABS 的材料性質(zhì)（成型周期較短）、塑件的尺寸精度、每個(gè)塑件的成型壓力、生產(chǎn)效率和生產(chǎn)成本等各因素，將模具的型腔定為：一模 2 腔。2.5.3 型腔布局由于零件比較簡(jiǎn)單，塑件可以分布在模具中心的四周，這樣也保證了澆注系統(tǒng)的平衡，下圖為型腔的分布圖：6圖 2.8 型腔分布圖2.6 塑件的脫模斜度2.6.1 脫模斜度的意義和影響塑件在冷卻后會(huì)產(chǎn)生收縮，會(huì)有包緊力作用在凸?；蛘叱尚偷男托旧希换蛘哒掣阶饔?，塑件緊貼在凹模型腔內(nèi)。為了便于脫模，防止塑件表面在脫模時(shí)刮傷、擦毛等，在設(shè)計(jì)時(shí)塑件表面沿脫模方向應(yīng)該具有合理的脫模斜度。2.6.2 脫模斜度的確定根據(jù)“塑件常用的脫模斜度 [4]”中推薦 ABS 材料的脫模斜度為：凹模（型腔） 25′~45 ′凸模（型芯） 20′~45 ′本設(shè)計(jì)中是由圓形的球體組成，模具的脫模斜度不用進(jìn)行設(shè)置，能保證正常的脫模斜度要求2.7 注塑設(shè)備的選擇及其主要參數(shù)2.7.1 注塑設(shè)備的型號(hào)選取根據(jù)以上分析、計(jì)算，查《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》表 2-20 初選注射機(jī)：XS-Z-60。注射機(jī) SX-Z-60 參數(shù)：表 2.1 SX-Z-60 注塑機(jī)主要參數(shù)表7SX-Z-60 注塑機(jī)主要參數(shù)名稱(chēng) 數(shù)值 單位型號(hào) SX-Z-60注射量 (最大) 60 cm3螺桿（柱塞）直徑 （38） mm注射壓力 122 MPa注射行程 130 mm注射時(shí)間 1.2 s注塑方式 柱塞式合模力 500 KN最大成型面積 130 cm2模板行程 180 mm最大 300 mm模具高度最小 70 mm模板尺寸 330×440 mm柱桿空間 190×300 mm合模方式 肘桿功率 6.3 Kw機(jī)器重量 1.2 t2.8 注塑機(jī)重要參數(shù)的校核初選完注塑機(jī)的型號(hào)以后要對(duì)注塑機(jī)的各項(xiàng)重要參數(shù)進(jìn)行校核，比較實(shí)際需求是否能滿(mǎn)足注塑機(jī)的重要參數(shù)。2.8.1 注塑容量的校核標(biāo)準(zhǔn)注射機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：注塑容量是以注塑低 ABS 時(shí)對(duì)空注塑的條件下，注塑機(jī)螺桿或柱塞做一次最大行程的過(guò)程中能達(dá)到的最大容量。注射量的大小是選擇注塑機(jī)的一個(gè)重要參數(shù)。它反應(yīng)了注塑機(jī)的注塑能力，意味著注塑機(jī)能注射成型多大體積的注塑制品。在以容量計(jì)算，進(jìn)行校核時(shí)，必須使在一個(gè)注塑周期內(nèi)所需的注塑塑料熔體的容量在標(biāo)準(zhǔn)注塑機(jī)額定的注射量的 80%以?xún)?nèi)，就是：V 塑≤0.8V 注 （2.1）式中 V 塑 即注塑機(jī)的最大注射容量，cm3；V 注 即產(chǎn)品塑件與澆注系統(tǒng)的體積的總和,cm3；0.8 為最大注塑容量的利用系數(shù)。本設(shè)計(jì)中，注射量校核如下：8由 UG 的分析→測(cè)量→體積可得：V 模≈3.9cm3, V 澆≈10cm3 （2.2）V 塑＝2*V 模＋Ｖ澆=7.8+10≈17.8cm3最后得出 V 澆≥V 塑/0.8=17.8/0.8≈22.25cm3 ；選定的注塑機(jī)容量為 60cm3，所以注塑機(jī)的注射容量符合標(biāo)準(zhǔn)要求。2.8.2 注射壓力的校核在本次設(shè)計(jì)中，參考了制品的材料低 ABS 的材料特性，以及給定的推薦壓力，最終確定制品所需的注塑壓力為 80MPa，而注塑機(jī)的注射壓力能達(dá)到 122MPa，這肯定了注塑機(jī)的注塑機(jī)的壓力符合標(biāo)準(zhǔn)要求。2.8.3 鎖模力的校核鎖模力為注塑機(jī)鎖模裝置用來(lái)夾緊模具的力。鎖模力過(guò)小會(huì)在產(chǎn)品塑件成型發(fā)生飛邊跑料的現(xiàn)象。F＞p×A/1000 （2.3）式中：F 為鎖模力 ,KN；P 為型腔壓力， MPa；A 為塑件及澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積， mm2。已知參考的低 ABS 的型腔壓力為 25~30MPa。確定型腔壓力 25MPa。澆注系統(tǒng)的投影面積與產(chǎn)品的投影面積可以通過(guò) UG 中的分析得出，A=2339.0341。由于澆注系統(tǒng)的投影較為分散，即定為一倍的單個(gè)制品的陰影面積。9圖 2.9 截面面積分析圖鎖模力即為 F=p×A=25×2339.0341=58.5KN。而注塑機(jī)的鎖模力為 500KN 遠(yuǎn)大于計(jì)算所得的脹模力所以注塑機(jī)的鎖模力符合標(biāo)準(zhǔn)要求。2.8.4 開(kāi)模行程的校核模具開(kāi)模后為了便于取出制件，要求有足夠的開(kāi)模距離，所謂開(kāi)模行程是指模具開(kāi)合過(guò)程中動(dòng)模固定板的移動(dòng)距離。注塑機(jī)的開(kāi)模行程是有限的，設(shè)計(jì)模具必須校核所選注射機(jī)的開(kāi)模行程，以便與模具的開(kāi)模距離相適應(yīng)。對(duì)于臥式注射機(jī)，其開(kāi)模行程與模具厚度有關(guān)，對(duì)于多分型面注射模應(yīng)有： mHS10~5≥21max+=式中 --推出距離--包括澆注系統(tǒng)凝料在內(nèi)的塑件高度2=（水口料的長(zhǎng)度+20~30 ）總的開(kāi)模距離需要 H=130+80+10=220mm 以上經(jīng)計(jì)算，符合要要求。2.9 模架的選擇根據(jù)型腔排列的方式和型腔的大小以及考慮10根據(jù)對(duì)塑件的綜合分析，確定該模具是單分型面的模具，由 GB/T12556.1-12556.2-1990《塑料注射模中小型模架》可選擇 CI 型的模架，其基本結(jié)構(gòu)如下：2.10 本章小結(jié)此章對(duì)產(chǎn)品塑件的工藝設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析，確定了塑件產(chǎn)品的材料及其特性。然后通過(guò)計(jì)算確定了型腔的數(shù)量與排列方式，并由此選擇相對(duì)應(yīng)的注塑機(jī)型號(hào)和模架類(lèi)型型號(hào)，最終通過(guò)計(jì)算驗(yàn)證初步的選擇滿(mǎn)足了實(shí)際的情況。11第 3 章 分型面的設(shè)計(jì)3.1 概述將模具適當(dāng)?shù)胤殖蓛蓚€(gè)或幾個(gè)可以分離的主要部分，它們的接觸表面分開(kāi)時(shí)能夠取出塑件及澆注系統(tǒng)凝料,它是決定模具結(jié)構(gòu)的重要因素，每個(gè)塑件的分型面可能只有一種選擇，也可能有幾種選擇。合理地選擇分型面是使塑件能完好的成型的先決條件。3.2 分型面的選擇分型面的形式參見(jiàn)《模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)》圖 2-40，其選擇示例見(jiàn)《模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 2-47。如何確定分型面，需要考慮的因素比較復(fù)雜。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)、塑件的結(jié)構(gòu)工藝性及精度、嵌件位置形狀以及推出方法、模具的制造、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)綜合分析比較，從幾種方案中優(yōu)選出較為合理的方案。選擇分型面時(shí)一般應(yīng)遵循以下幾項(xiàng)原則：（1）分型面不僅應(yīng)選擇在對(duì)制品外觀(guān)沒(méi)有影響的位置，而且還必須考慮如何能比較方便地清除分型面產(chǎn)生地溢料飛邊。同時(shí)，還應(yīng)避免分型而產(chǎn)生飛邊；（2）分型面的選擇應(yīng)有利于脫模，否則，模具結(jié)構(gòu)便會(huì)變得比較復(fù)雜。通常，分型面的選擇應(yīng)盡可能使制品在開(kāi)模后滯留在動(dòng)模一側(cè)；（3）分型面不影響制品的形狀和尺寸精度; （4）分型面應(yīng)盡量與最后填充的型腔表面重合，以利于排氣；（5）選擇分型面是，應(yīng)盡量減少脫模斜度給制品大小端尺寸帶來(lái)的差異；（6）分型面應(yīng)便于模具加工;（7）選擇分型面時(shí)，應(yīng)盡量減少制品在分型面上的投影面積，以防止面積過(guò)大，造成鎖模困難，產(chǎn)生嚴(yán)重的溢料。其中最重要的是第 5）和第 2）、第 6）點(diǎn)。為了便于模具加工制造，應(yīng)盡是選擇平直分型面工易于加工的分型面。考慮到零件的形狀，分型面設(shè)計(jì)在最大輪廓面，具體由圖所示：12圖 3.1 上下分模示意圖3.4 本章小結(jié)本章對(duì)本設(shè)計(jì)的模具分型面：上下分型面，前后分型面，內(nèi)部的分型面進(jìn)行了設(shè)計(jì)分析，最終確定了最理想的方案。并在圖上給出參考的指示。13第 4 章 澆注系統(tǒng)澆注系統(tǒng)：從注塑機(jī)噴嘴進(jìn)入模具開(kāi)始，到型腔入口之間的流道。多模腔的模具的澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、澆口、冷料穴等組成。本章會(huì)對(duì)此次設(shè)計(jì)的澆注系統(tǒng)進(jìn)行分析并選出最適合的方案。4.1 主流道設(shè)計(jì)主流道是一端與注射機(jī)噴嘴相接觸，另一端與分流道相連的一段帶有錐度的流動(dòng)通道。主流道小端入口處與注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，屬易損件，對(duì)材料要求較嚴(yán)，因而模具主流道部分常設(shè)計(jì)成可拆卸更換的主流道襯套形式，俗稱(chēng)澆口套，以便有效的選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨(dú)進(jìn)行加工和熱處理。主流道參數(shù)如表 4-1 所示： 表 4-1 主流道主要參數(shù)參數(shù) 參數(shù)值錐角 =2°?內(nèi)表面粗糙度 Ra=0.63 m?小端直徑 D=d+(0.5~1)mm=5.5半徑 R =R +(1~2)mm=2021材料 T8A定圈也是標(biāo)準(zhǔn)件，外徑為 Φ150mm，內(nèi)徑 Φ130mm。通過(guò)兩個(gè) M8 螺絲固定定位環(huán)，具體如下圖：14圖 4.2 澆口套與定位環(huán)4.2 分流道的設(shè)計(jì)4.2.1 分流道的布局分流道橫截面形狀有很多種：圓形、梯形、六邊形、圓角梯形、等。在各種截面中，圓形截面是使用最為廣泛的，由于本零件體積比較大，為了注射填充飽滿(mǎn)，設(shè)計(jì)采用直接交口，無(wú)需設(shè)計(jì)分流道4.3 澆口的設(shè)計(jì)澆口是連接分流道和型腔之間的通道。它的位置、形狀和尺寸對(duì)產(chǎn)品塑件的成型有較大的影響。它的設(shè)計(jì)包括了形狀、尺寸的確定和位置的選擇。本次設(shè)計(jì)中采用了一模兩腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，又因?yàn)椴牧系奶匦?，?jīng)過(guò)各種分析比較，采用側(cè)澆口。圖 4.5 澆口流道4.4 本章小結(jié)本章對(duì)設(shè)計(jì)中的澆注系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，對(duì)主流道，分流道，澆口等進(jìn)行了計(jì)算驗(yàn)證。15第 5 章 模具成型零部件的設(shè)計(jì)模具中，決定產(chǎn)品塑件幾何形狀與尺寸的零部件成為成型零部件，主要包括凸模，凹模，鑲塊，成型桿，成型環(huán)等等。5.1 型腔的設(shè)計(jì)凹模用于成型塑件的外表面，又稱(chēng)為陰模、型腔。按其結(jié)構(gòu)的不同可分為整體式、整體嵌入式、局部鑲嵌式和四壁鑲嵌式 5 種?？傮w上說(shuō)，整體是強(qiáng)度、剛度好，但不適于復(fù)雜的型腔。鑲嵌式采用組合的模具結(jié)構(gòu)，是復(fù)雜型腔加工相對(duì)容易，可避免采用同一材料，可利用拼接間隙排氣，但剛度較差易于在塑件表面留下鑲嵌塊的拼接痕跡，模具結(jié)構(gòu)相對(duì)于型芯結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，模具不大，為了提高強(qiáng)度，采用整體式。如圖圖 5.1 型腔設(shè)置示意圖5.2 型芯的設(shè)計(jì)型芯是用成型塑料內(nèi)表面的零件。二者并沒(méi)有嚴(yán)格的區(qū)分，由于該模具結(jié)構(gòu)在型芯上復(fù)雜，又屬于小型模具，內(nèi)表面又要求不高所以凹模也采用整體式。16圖 5.2 型芯設(shè)置示意圖5.3 成型零部件工作尺寸的計(jì)算塑件經(jīng)成型后所獲得的制品從熱模具中取出后，因冷卻及其它原因會(huì)引起尺寸減小或體積縮小，收縮性是每種塑料都具有的固有特性之一，選定 ABS 材料的平均收縮率為 0.3%，剛計(jì)算模具成型零部件工作尺寸的公式為：BA03.??式中 A — 模具成型零部件在常溫下的尺寸B — 塑件在常溫下實(shí)際尺寸成型零部件工作尺寸的公差值可取塑件公差的 1/3～1/4 ，或取 IT4～8 級(jí)作為模具制造公差。在此取 IT5 級(jí)，型芯工作尺寸公差取 IT5 級(jí)。模具型腔的小尺寸為基本尺寸，偏差為正值；模具型芯的最大尺寸為基本尺寸，偏差為負(fù)值，中心距偏差為雙向?qū)ΨQ(chēng)分布。所以型腔尺寸如下：L1=[75×(1+0.003)-(3/4)×0.86] =74.58386.0?29.0?L2=[54.71×(1+0.003)-(3/4)×0.74] =54.3174. 5.017型腔深度的尺寸計(jì)算：h =[h (1+k)-(2/3)Δ] （5.7）凹 塑 3??式中： h 模/型腔高度尺寸(mm)；凹h 為塑件內(nèi)形深度基本尺寸(mm),即塑件的實(shí)際內(nèi)形深度尺寸；塑Δs 、K 含義如（1）式中。H1=[10×(1+0.003)-(2/3)×0.28] =9.84328.0?09.?H2=[5×(1+0.003)-(2/3)×0.24] =4.86 4. 8.02）凸模的外形尺寸計(jì)算： L 凸 =[L (1+k)+(3/4) Δ] （5.8）塑 3??式中： L 凸 模/型芯外形尺寸(mm)； L 為塑件內(nèi)形基本尺寸(mm),即塑件的實(shí)際內(nèi)形尺寸；塑Δs 、k 含義如（1）式中。所以型芯的尺寸如下：L1=[75×（1+0.003）+（3/4）×0.86] =75.88386.0?029.?L2=[18×（1+0.003）+（3/4）×0.38] =18.34 . 13.0型芯的深度尺寸計(jì)算：H 凸 =[h (1+k)+ (2/3)Δ] （5.9）塑 3??式中： h 凸 為凸模/型芯高度尺寸(mm)；h 為塑件內(nèi)形深度基本尺寸(mm),即塑件的實(shí)際內(nèi)形深度尺寸；塑Δs 、k 含義如（1）式中兩個(gè)型芯的高度分別為： H1=[9×（1+0.003 ）+（2/3）×0.28] =9.22328.0?09.?H2=[1×（1+0.003）+ （2/3）×0.20] =1.13.07.18第 6 章 頂出脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)6.1 概述本設(shè)計(jì)中，頂出系統(tǒng)采用頂桿頂出機(jī)構(gòu)，產(chǎn)品塑件包覆的型芯分為兩個(gè)部分：型芯內(nèi)部作為頂桿，用于頂出塑件，使塑件脫出型芯外部表面；型芯外部固定于定模模板之上。6.2 頂桿頂出機(jī)構(gòu)本設(shè)計(jì)中的頂桿采用圓柱型頂桿，也就是型芯的內(nèi)部。為了使頂桿能較好的將塑件推出，且又要有成型面的要求(在塑件內(nèi)部有突出部分，頂桿上部中央需凹陷一個(gè)圓形球面) ，需要有較大截面積和一定的形狀，要另外對(duì)頂桿進(jìn)行精加工。其結(jié)構(gòu)和位置如下圖所示圖 6.1 頂桿示意圖6.3 推板頂出機(jī)構(gòu)19在動(dòng)模一側(cè)設(shè)置推板，來(lái)放置推桿使推桿推出塑件進(jìn)行脫模。推板一側(cè)還需設(shè)置四個(gè)與動(dòng)模和定模的分型面接觸的導(dǎo)柱來(lái)限位。6.4 模架的設(shè)計(jì)模架技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)，是指在模具設(shè)計(jì)中和制造中所應(yīng)遵循的技術(shù)規(guī)范、基準(zhǔn)、和準(zhǔn)則。它具有以下定義：1. 減少了模具設(shè)計(jì)者的重復(fù)性工作；2. 改變了模具制造行業(yè)“大而全，小而全”的生產(chǎn)局面，轉(zhuǎn)為專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)；3. 模具的標(biāo)準(zhǔn)化是采用 CAD/CAM 技術(shù)的先決條件；4. 有利于模具技術(shù)的國(guó)際交流和模具出口。根據(jù)《實(shí)用模具設(shè)計(jì)與制造手冊(cè)》表 2-86 的注射模模體組合形式而選模架，它適應(yīng)于單分型面的模具的推件板的推出機(jī)構(gòu) [13]。模寬 B1=250mm，模長(zhǎng) L=300mm；模板 A=60mm，材料 45 鋼；模板 B=60mm，材料 45 鋼；墊塊 C=80mm，材料 45 鋼； 模架的總高度計(jì)算得：H=401經(jīng)校核模具的強(qiáng)度和剛度都是足夠的，且模架的大小也適中，經(jīng)核算選用該模架是較為合理的。6.6 本章小結(jié)本章對(duì)頂出脫模機(jī)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。對(duì)模架介紹并計(jì)算出各板的厚度。20第 7 章 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)溫度對(duì)產(chǎn)品塑件的影響：變形，尺寸精度，力學(xué)性能，表面質(zhì)量。模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)應(yīng)該包括：加熱系統(tǒng)與冷卻系統(tǒng)兩個(gè)方面，要根據(jù)塑料的品種，產(chǎn)品塑件的結(jié)構(gòu)形狀，尺寸，生產(chǎn)效率和成型工藝對(duì)模具的要求來(lái)確定對(duì)模具加熱還是冷卻。模具冷卻系統(tǒng)的冷卻方法一般是：在型腔，型芯或滑塊等部位合理的設(shè)置冷卻水道，并通過(guò)調(diào)節(jié)冷卻水流量和流速來(lái)控制模具溫度。模具冷卻的主要目的是為了：提高塑件質(zhì)量和縮短成型周期。通過(guò)比較最終確定本次設(shè)計(jì)的冷卻系統(tǒng)采用循環(huán)水冷卻方法。7.1 冷卻管道的工藝計(jì)算計(jì)冷卻系統(tǒng)的目的在于維持模具適當(dāng)而有效率的冷卻。冷卻孔道應(yīng)使用標(biāo)準(zhǔn)尺寸，以方便加工與組裝。設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)時(shí)，模具設(shè)計(jì)者必須根據(jù)塑件的壁厚與體積決定下列設(shè)計(jì)參數(shù)： 冷卻孔道的位置與尺寸、孔道的長(zhǎng)度、孔道的種類(lèi)、孔道的配置與連接、以及冷卻劑的流動(dòng)速率與熱傳性質(zhì)。求塑件在固化時(shí)每小時(shí)釋放的熱量 Q塑件的產(chǎn)量為 hkgtmW/053.8.1625.???查表 10－4 得 ABS 的單位熱流量 lJ/3所以 hKQ/26.105..1???)2530(178.40.6)(60321 ???McMqv??= 38.?min/冷卻管路的位置與尺寸21塑件壁厚應(yīng)該盡可能維持均勻。冷卻孔道最好設(shè)置是在凸模塊與凹模塊內(nèi)，本零件的成型部分在滑塊處，所以在其位置設(shè)置通常，鋼模的冷卻孔道與模具表面、模穴或模心的距離應(yīng)維持為冷卻孔道直徑的1~2 倍，冷卻孔道之間的間距應(yīng)維持 3~5 倍直徑。冷卻孔道直徑通常為 6~12 mm（7/16~9/16 英吋），在此取 6mm。 7.2 冷卻水道的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)冷卻水管道分布在型腔和型芯上，直徑為 6mm。動(dòng)模板的一端用短膠管聯(lián)通，另一端的兩個(gè)孔分別接進(jìn)水孔和出水孔。圖 7.1 冷卻水管的設(shè)計(jì)圖22第 8 章 導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是保證動(dòng)定?；蛏舷履：夏r(shí)，正確定位和導(dǎo)向的零件。8.1 導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用1、 定位件用：模具閉合后。2、 保證動(dòng)定模和推板或上下模位置正確。3、 保證型腔的形狀和尺寸精確。4、 在模具的裝配過(guò)程中也起定位作用。5、 便于裝配和調(diào)整。6、 導(dǎo)向作用：合模時(shí)，首先是導(dǎo)向零件接觸，引導(dǎo)動(dòng)定?；蛏舷履?zhǔn)確閉合，避免型芯先進(jìn)入型腔造成成型零件損壞。7、 承受一定的側(cè)向壓力。8.2 導(dǎo)柱導(dǎo)套的選擇導(dǎo)柱導(dǎo)套結(jié)約形式及尺寸圖 8-1 其材料采用 T8A 鋼經(jīng)滲碳淬火處理，硬度為 50~55HRC。導(dǎo)柱、導(dǎo)套固定部分表面粗糙度 Ra 為 08μm，導(dǎo)向部分表面粗糙度 Ra 為 0.8~0.4μm。具體尺寸如上圖所示。導(dǎo)柱、導(dǎo)套用 H7/