一次性注射器筒體注塑模具設(shè)計

閩南理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）題目一次性注射器筒體注塑具設(shè)計系 另H專業(yè)模具設(shè)計與制造班級0710144學(xué)號071014418姓 名指導(dǎo)教師 高建軍完成時間 2010 年6月10日評定成績教務(wù)處制年 月 日摘要 3緒論 5第二章零件的相關(guān)設(shè)計 82.1塑料制品的設(shè)計依據(jù) 82.2制品體積的確定 92.3塑件質(zhì)量的確定 9第三章注射機(jī)類型的選擇 103.1 PA66型腔壓力P 103.2 注射機(jī)額定鎖模力的估算 103.3注射機(jī)的額定注射量 103.4注射機(jī)類型的選定 11第四章塑料注射成型模具的設(shè)計 114.1開模行程的確定 114.2模具側(cè)壁厚度的確定 124.3模具側(cè)壁厚度的校核 144.4動模支承座厚度的確定 154.5成型腔主要尺寸的計算 154.6主型芯主要尺寸的計算 174.7排氣設(shè)施的考慮 194.8脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計 204.9推管尺寸的確定 22第五章側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計 235.1抽拔力的計算 235.2型芯抽芯距的計算 235.3導(dǎo)柱直徑的計算 23根據(jù)制品的結(jié)構(gòu)特點，確定在兩個鑲件間設(shè)置一跟普通的圓頂桿。由于塑料件的內(nèi)有兩個小的凸臺，所以設(shè)置斜滑塊，但在推出前推出機(jī)構(gòu)先復(fù)位，為此，在頂桿上安裝了復(fù)位彈簧。查模具設(shè)計與制造簡明手冊P.422.表2-35,可知導(dǎo)柱直徑d=15mm 5.4導(dǎo)柱長度的計算 24第六章冷卻裝置的設(shè)計 256.1冷卻計算 256.2冷卻系統(tǒng)的設(shè)計 277.1主流道的設(shè)計 297.2分流道的設(shè)計 297.3冷料穴和拉料桿的設(shè)計 307.4澆口的設(shè)計 31設(shè)計總結(jié) 34致謝 36參考資料 373摘要塑料工業(yè)是當(dāng)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(chǎn)品的生產(chǎn)過程和提高產(chǎn)品質(zhì)量有很大意義。本文是關(guān)于一次性注射器筒體注塑模具設(shè)計及其計算機(jī)輔助制造設(shè)計的說明，介紹了注射摸具的設(shè)計和模具加工制造，是對模腔、型芯、脫模機(jī)構(gòu)、抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計、冷 卻系統(tǒng)的設(shè)計、澆口的設(shè)計的闡述。通過本設(shè)計，可以對注塑模具有一個初步的認(rèn)識，注意到設(shè)計中的某些細(xì)節(jié)問題， 了解模具結(jié)構(gòu)及工作原理；通過對 AutoCAD的學(xué)習(xí)，可以建立較簡單零件的零件庫， 從而有效的提高工作效率。關(guān)鍵詞注射器筒體，注塑模具，計算機(jī)輔助制造設(shè)計AbstractThe plastic in dustry is in the world grows now one of quickest in dustry classes, but casts the mold is development quick type, therefore, the research injection molding mold to un derstood the plastic product the product ion process and improves the product quality to have the very big sig nifica nee.This article is about the disposable injector tube body injectio n moldi ng mold desig n and the computer assista nee manu facture desig n, in troduced the injectio n traces the desig n and the mold process ing manu facture which has, is to the cavity, the core, the draw ing of patter ns orga ni zati on, pulls out the core orga ni zati on the desig n, the cooli ng system desig n, the runner desig n elaboratio n.Through this desig n, may to cast the mold to have a prelim inary un dersta nding, no tes in the desig n certa in detail questi on, un dersta nds the mold structure and the prin ciple of work; Through to the AutoCAD study, may establish the simple components the components storehouse, thus effective enhan ceme nt worki ng efficie ncy.Key words Injector tube body,Casts the mold,Computer assista nee manu facture desig n4緒論塑料是以樹脂為主要成分的高分子有機(jī)化合物，簡稱高聚物，一般相對分子質(zhì)量都大于1萬，有的可達(dá)百萬級。塑料制件在工業(yè)中的應(yīng)用日趨普遍，這是由于它們具有一 系列特殊的優(yōu)點所決定的。塑料工業(yè)是一門新興的工業(yè)，是隨著石油工業(yè)發(fā)展應(yīng)運而 生的。塑料做為一種新的工程材料，由于不斷被開發(fā)與應(yīng)用，加之成型工藝不斷成熟與完善，極大地促進(jìn)了塑料成型模具的開發(fā)與制造。模具是工業(yè)生產(chǎn)中的重要工藝裝備， 模具工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)各部門發(fā)展的重要基礎(chǔ)之一。塑料模具是指用于成型塑料制件模具，它是型腔模的一種類型。模具設(shè)計水平的高低、加工設(shè)備的好壞、制造力量的強(qiáng)弱、模具質(zhì)量的優(yōu)劣，直接影 響著許多新產(chǎn)品的開發(fā)和老產(chǎn)品的更新?lián)Q代，影響著產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益的提高。近年來，我國各行各業(yè)對模具工業(yè)的發(fā)展十分重視。1989年，國務(wù)院頒布了“當(dāng)前產(chǎn)業(yè)政策要點的決定”在重點支持技術(shù)改造的產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品中，把模具制造列為機(jī)械工業(yè)技 術(shù)改造序列的第一位，它確定了模具工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的重要地位，也提出了振興模具工業(yè)的主要任務(wù)。總之要盡快提高我國模具工業(yè)的整體技術(shù)水平并迎頭趕上發(fā)達(dá)國 家的模具技術(shù)水平。第一章注射模的概述1.1注射模塑成型工藝注射模塑成型是熱塑性塑料成型的一種重要方法，除少數(shù)幾種熱塑性塑料以外，幾 乎所有的熱塑性都可以用此法成型。注射模塑成型方法的特點是能夠一次成型十分復(fù)雜的形狀和尺寸，要求精確，并帶 有金屬非金屬鑲件的塑料制品，能適應(yīng)品種繁多的塑料材料，成型周期短，生產(chǎn)效率 高，容易實現(xiàn)全過程的微電腦控制。6注塑模塑成型過程可分為加料，塑化，注射入模，保壓，冷卻和脫模六個步驟，實 際上是塑料材料的塑化，流動和冷卻過程。1.2注塑模的特點熱塑性材料注射模的特點是由塑料原材料的特性所決定的，最主要的有兩點：一是 注射時塑料熔體充模流動特性，二是模腔內(nèi)塑料冷卻固化時的收縮行為，這兩點決定 了注塑模的特殊性和設(shè)計難度。由于塑料熔體屬于粘彈體，熔體流動過程粘度隨剪切 應(yīng)力，剪切速率而變化，流動過程中大分子沿流動方向產(chǎn)生定向，模腔充滿后熔體被 部分壓縮；冷卻固化過程中塑料的收縮非常復(fù)雜，模腔內(nèi)各部位，各方向塑料收縮率 不同。不同種類，牌號的塑料收縮有很大差異，同一牌號的材料或塑料在加工時，配 方不同其充模流動特性及收縮率也不同。1.3塑料注射模的基本要求及設(shè)計注意事項合理地選擇模具結(jié)構(gòu)：根據(jù)塑件的圖紙及技術(shù)要求，研究和選擇適當(dāng)?shù)某尚头椒?設(shè)備，擬出模具結(jié)構(gòu)方案。正確地確定模具成型零件的尺寸：成型零件是確定制件的形狀，尺寸和表面質(zhì)量的 直接因素，關(guān)系甚大，特別注意。計算成型零件尺寸時，一般采用平均收縮率法。 設(shè)計的模具應(yīng)當(dāng)制造方便：設(shè)計模具時盡量做到使設(shè)計的模具制造容易，造價便宜。 充分考慮塑件設(shè)計特色，盡量減少后加工：盡量用模具成型出符合塑件設(shè)計特點的制 件，包括孔，槽，凸，凹等部分，減少澆口，溢邊的尺寸，避免不必要的后加工。 其它還要注意：設(shè)計的模具應(yīng)當(dāng)效率高，安全可靠。模具零件應(yīng)當(dāng)耐磨耐用。模具結(jié) 構(gòu)要適應(yīng)塑料的成型特性。第二章零件的相關(guān)設(shè)計2.1塑料制品的設(shè)計依據(jù)與塑料注塑模技術(shù)條件相對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)號為 GB/T 12554-90,其具體內(nèi)容如下：（1）主題內(nèi)容與適用范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了塑料注射模的零件技術(shù)要求、總裝技術(shù)要求、驗收規(guī)定和標(biāo)記、包裝、 運輸、儲存。本標(biāo)準(zhǔn)適用于熱塑性塑料和熱固性塑料注射模的設(shè)計、制造和驗收。（2）制品工藝要求塑料制品的質(zhì)量不僅與模具結(jié)構(gòu)和成型工藝參數(shù)有很大的關(guān)系，而且還取決于塑料 制品本身的結(jié)構(gòu)設(shè)計是否符合工藝要求。設(shè)計塑料制品的基本原則如下：在保證使用和性能（如機(jī)械強(qiáng)度、電性能、耐化學(xué)腐蝕、形狀穩(wěn)定、耐溫、吸 水性等）的前提下，塑料制品結(jié)構(gòu)力求簡單、壁厚均勻、使用方便。設(shè)計制品時應(yīng)盡量考慮結(jié)構(gòu)合理，便于模具制造和成型工藝的實施，用最簡單 的工序和設(shè)備來完成制品的成型過程。日用生活制品和兒童玩具等要求外表美觀者，應(yīng)與美工人員共同研究，設(shè)計出 兩全其美的制品。高效率、低消耗，盡量減少制品成型前后的輔助工作量，并避免成型后的機(jī)械 加工。進(jìn)行塑料制品設(shè)計開發(fā)，需要注意的一些設(shè)計問題如下：1 尺寸、精度及表面粗糙度尺寸：制品的尺寸要滿足使用要求及安裝要求，同時要考慮模具的加工制造、 設(shè)備的性能，還要考慮塑料的流動性。8、塑精度：影響因素很多。塑料的收縮、注塑成型條件（時間、壓力、溫度）件形狀、模具結(jié)構(gòu)（澆口和分型面的選擇、飛邊、斜度）、模具的磨損等都直 接影響制品的精度。表面粗糙度：制品的表面粗糙度由模具表面的粗糙度決定，故模具表面要進(jìn)行研磨拋 光，透明制品要求模具型腔與型芯的表面光潔度一致，一般選擇Rav0.2 口。2.2制品體積的確定根據(jù)實體和查資料可知，一次性注射器筒體體積V筒體-7.5cm 32.3塑件質(zhì)量的確定查模具設(shè)計與制造簡明手冊P.276.表2-2常用熱塑性塑料主要技術(shù)指標(biāo)可知 Pc的 密度為1.29/cm3，計算可得一次性注射器筒體的質(zhì)量M 筒體=7.5cm3 X1.29/cm3=9g.第三章注射機(jī)類型的選擇3.1 PA66型腔壓力P查塑料模具設(shè)計參考資料匯編可知p=80pa3.2 注射機(jī)額定鎖模力的估算注射機(jī)額定鎖模力：F>=K XA XPF 注射機(jī)的額定鎖模力 kN。A 塑料件與澆注系統(tǒng)在分型面上的總投影面積cm2P 分型面上模腔的計算壓力 N/cm2P=0.5P0=6100N/ cm2 。3.3注射機(jī)的額定注射量塑料在常溫下的比重 g/cm3 POM 取1.42g/ cm3C 料筒按體積計算：Gmax = M XD XC11注塑機(jī)規(guī)定注射容積 cm3D注射溫度下塑料體積膨脹率校正系數(shù)POM為結(jié)晶性材料C = 0.853.4注射機(jī)類型的選定查模具設(shè)計與制造簡明手冊P.103.表2-33熱塑性塑料注射機(jī)型號和主要技術(shù)規(guī) 格，根據(jù)計算所得的總體積和質(zhì)量可初選 XS-ZY-125機(jī)。塑料注射機(jī)參數(shù)的規(guī)格如下 表：螺桿（柱塞）直徑（mm）42噴嘴球半徑（mm）12注射容量（cm3或g）30、20 孔直徑（mm）2注射壓力（/MPa）120頂出 設(shè)有頂桿，機(jī)械頂出鎖模力（/kN）250最大注射面積（cm2） 144模具厚度（mm）最大 300 拉桿空間（mm）235最小 200定位孔直徑（mm）125+0.06第四章 塑料注射成型模具的設(shè)計4.1開模行程的確定模具開模后為了便于取出塑料，要求有足夠的開模距離，而注射機(jī)開模行程是有限制的，因此模具設(shè)計時必須進(jìn)行注射機(jī)開模行程的校核。當(dāng)注射機(jī)最大開模行程與模具厚度有關(guān)時，對于直角式注射機(jī)和全液壓式鎖模機(jī)構(gòu)的注射機(jī)，其最大開模行程等于注射機(jī)移動模板與固定模板之間的最大開距Sk，減去模具閉合厚度Hm。Sk >Hm+s=12.8mm式中s模具所需開模距離s=Hi+H2+（510）式中Hi塑料脫模需推出的距離（mm）。H2 塑件高度（包括澆注系統(tǒng)凝料）（mm ）4.2模具側(cè)壁厚度的確定塑料件壁厚設(shè)計的基本依據(jù)是塑料件的使用要求，例如強(qiáng)度、剛度、絕緣性、質(zhì)量、 尺寸穩(wěn)定性和其他零件的裝配關(guān)系等。壁厚設(shè)計也需要考慮到塑料件形成時的工藝性 要求，如對熔體的流動阻力、頂出時的強(qiáng)度和剛度等。在滿足工作要求和工藝要求的 前提下，塑料件壁厚設(shè)計應(yīng)遵循如下基本原則。（1）盡量減小壁厚減小壁厚不僅可以節(jié)約材料，節(jié)約能源，也可以縮短成形周期，因為塑料是熱導(dǎo)率 很小的材料，壁厚的少量增加，會使塑料件在模腔內(nèi)冷卻凝固時間明顯增長。塑料壁 厚減小，也有利于獲得質(zhì)量較優(yōu)的塑料件，因為厚壁塑料件容易產(chǎn)生表面凹陷和內(nèi)部 縮孔。塑料件允許的最小壁厚與塑料品種和塑料尺寸有關(guān)，如下表：常用熱塑性塑料制品壁厚（厚度）參考值最小壁厚平均壁厚最大壁厚熱塑性（單（單（單(（單(塑料位：單位：單位：位:mm)位：inch）位：inch)nch)mm)mm)12POM50.0110.3820.0671.5250.0110.3ABS0.0320.760.0982.2250.0110.3PMMA50.0250.6330.0962.30.2556.3纖維素0.020.630.071.90.184.7樹脂555074PTFE0.0140.2550.0380.80.5712.尼龍50.0110.3820.0671.550.1273.1PC0.0461.0130.0962.350.3729.5LDPE0.0280.5020.0671.50.2556.3HDPE50.0390.8820.0671.50.2556.3EVA0.0280.5020.0671.550.1273.1PP50.0250.630.0832.00.327.6PSO0.0461.010.142.550.3729.5PPO/PS0.0320.760.0832.050.3729.5PS0.0320.7620.0611.50.2556.3SAN0.0320.7620.0671.50.2556.3PVC(硬質(zhì))0.0461.0130.0962.350.3729.5PU0.02550.630.5712.1.5138.(2)盡可能保持壁厚均勻當(dāng)塑料件的壁厚不均勻時，成形中各部位所需冷卻時間不同，收縮率也不同，容易 造成塑料件的內(nèi)應(yīng)力增加并產(chǎn)生翹曲變形，因此設(shè)計塑料件時應(yīng)盡可能減小各部位的 壁厚差，保持壁厚均勻。4.3模具側(cè)壁厚度的校核注射機(jī)規(guī)定的模具最大與最小厚度是指動模板閉合后達(dá)到規(guī)定鎖模力時動模板和定 模板間的最大和最小距離，因此所設(shè)計模具的厚度應(yīng)落在注射機(jī)規(guī)定的模具最大與最14小厚度范圍內(nèi)，否則將不可能獲得規(guī)定的鎖模力4.4動模支承座厚度的確定考慮支承板厚度時，應(yīng)遵循下述原則：(1) 不能用更換支承板材料的方法增加支承板的強(qiáng)度；(2) 不能用提高支承板硬度的方法來增加支承板的強(qiáng)度。也不能用疊層支承板來增加支承板的強(qiáng)度，使問題復(fù)雜化(4) 加大支承板厚度(兼顧其它影響因素)。(5) 根據(jù)模板的實際情況和工藝要求，采用增加支撐點的方法。 動模支承板厚度計算公式強(qiáng)度條件： -剛度條件:一4.5成型腔主要尺寸的計算影響塑件尺寸精度的因素較為復(fù)雜，主要存在以下幾方面(1) 零件的制造公差；(2) 設(shè)計時所估計的收縮率和實際收縮率之間的差異和生產(chǎn)制品時收縮率波動;(3 )模具使用過程中的磨損。以上三方面的影響表述如下：1、制造誤差： z=a?i=a(0.45 +0.001D)其中，D 被加工零件的尺寸，可被視為被加工模具零件的成型尺寸； z 成型零件的制造公差值；i 公差單位；a 精度系數(shù)，對模具制造最常用的精度等級。2成型收縮率波動影響其中,s 塑件成型收縮率；LM 模具成型尺寸；LS 塑件對應(yīng)尺寸。3型腔磨損對尺寸的影響為簡便計算，凡與脫模方向垂直的面不考慮磨損量，與脫模方向平行的面才考慮磨損。考慮磨損主要從模具的使用壽命來選定，磨損值隨產(chǎn)量的增加而增大；此外，還應(yīng)考 慮塑料對鋼材的磨損情況；同時還應(yīng)考慮模具材料的耐模性及熱處理情況，型腔表面是否鍍鉻、氮化等。有資料介紹，中小型模具的最大磨損量可取塑件總誤差的1/6 (常取0.020.05mm )，而對于大的模具則應(yīng)取1/6以下。成型零件磨損量對塑件的總誤差 有一定的影響，而對于大的塑件來說影響很小。在以上理論基礎(chǔ)上，下面按平均收縮率來計算成型尺寸：(1) 型腔徑向尺寸的計算：查得 聚碳酸酯的收縮率為Sq= (0.50.8) %,所以，平均收縮率為：Scp=0.65%考慮到實際的模具制造條件和工件的實際要求，成型零件是公差等級取IT7級。型腔工作部位尺寸：型腔徑向尺寸：L+ 82m0 = (1+s) Ls-X A+ 820型腔深度尺寸：H + S2m0 = (1+s) Hs-X A+ 820型芯徑向尺寸：10m- 82= (1+s) Ls+X A0- 8型芯高度尺寸：H0-臣=(1+s) hs+X A0- 8式中Ls -塑件外型徑向基本尺寸的最大尺寸(mm)16Is -塑件內(nèi)型徑向基本尺寸的最小尺寸（mm）Hs -塑件外型高度基本尺寸的最大尺寸（mm） hs -塑件內(nèi)型深度基本尺寸的最小尺寸（mm） X -修正系數(shù) 取0.5-塑件公差az-模具制造公差 一般取（1/31/4）技術(shù)妻求：1:碎光處理2；型腔把拔模斜度拘13:未注園角R1型腔套零件圖比例1： 120就11張林重慶三峽學(xué)陳 應(yīng)用技術(shù)學(xué)頤校核4.6主型芯主要尺寸的計算型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計成型塑件內(nèi)的表面的零件稱凸?；蛐托荆渲饕校褐餍托?，鑲件型芯等。對于結(jié)構(gòu)簡 單的筒體的塑件，成型其主體部分內(nèi)表面的零件稱為主型芯或凸模，而將成型其他小 孔的型芯稱為小型芯或成型桿。根據(jù)筒體的結(jié)構(gòu)，它的型芯由一個主型芯和兩個活動鑲件組成。因此，宜采用鑲件， 而用兩個鑲件來形成其內(nèi)部兩個小凸臺的結(jié)構(gòu)。模分開的同時相當(dāng)于抽芯。兩個活動鑲件跟動模一起后退，頂桿頂出取下，這樣的好 處在于模具易于加工。技術(shù)要求：鑲件與型芯之間的定位要保證，鑲件尺寸要保證。按結(jié)構(gòu)主型芯可分為整體式和組合式兩種。采用組合式型芯，可簡化結(jié)構(gòu)復(fù)雜的型芯的加工工藝，減少熱處理變形，便宜模具的 維修，節(jié)省貴重的模具鋼。為了保證組合后的型芯尺寸的精度和裝配的牢固，要求鑲 件的尺寸、形位公差等級較高，組合機(jī)構(gòu)必須牢固，鑲塊的機(jī)械加工工藝性要好。因 此，選擇合理的組合式結(jié)構(gòu)是非常重要的。鑲件的設(shè)計需要采用兩個鑲件，考慮到鑲件在安裝的過程中，鑲件在模具中應(yīng)該有可靠的定位， 這里設(shè)計為兩個帶螺紋的小圓柱。主型芯主要尺寸的計算（1）動模型芯的主要尺寸計算為了統(tǒng)一計算基準(zhǔn)，按照一般習(xí)慣，規(guī)定型腔（孔）的最小尺寸為名義尺寸LM，盒蓋的尺寸LS，模具的制造公差為S Z=43,則徑向：LM =（LS + LS ?Scp 3/4,=（1+0.06）X120-0.67=127.2因為整體為正方體所以長度尺寸同上18其余局部尺寸按照收縮率相應(yīng)地縮放(2) 定模型芯的主要尺寸計算徑向：HM =(HS + HS ?Scp 2/3=126.38因為整體為正方體所以長度尺寸同上其余局部尺寸按照收縮率相應(yīng)地縮放。(3) 中心距(兩鑲件間的距離)主要尺寸計算徑向：HM =(HS + HS ?Scp 2/3=81.04 長度方向：LM =(LS + LS ?Scp 3/4,=(80+80 >0.6% 3/4 >0.13)=81.2其余局部尺寸按照收縮率相應(yīng)地縮放。4.7排氣設(shè)施的考慮排氣是注射模設(shè)計中不可忽視的一個問題。在注射成型中，若模具排氣不良，型腔 內(nèi)的氣體受壓縮將產(chǎn)生很大的背壓，阻止塑料熔體正?？焖俪淠?，同時氣體壓縮所產(chǎn) 生的熱量可能使塑料燒焦。在充模速度大、溫度高、物料粘度低、注射壓力大和塑料 過厚的情況下，氣體在一定的壓縮程度下會滲入塑料制品內(nèi)部，造成氣孔、組織疏松 等缺陷。注射成型時，模內(nèi)氣體主要有以下四個來源：(1 )型腔和澆注系統(tǒng)中存在空氣。(2) 塑料原料中含有水分，在注射溫度下蒸發(fā)而成為水蒸氣。(3) 由于注射溫度過高，塑料分解所產(chǎn)生的氣體（4）塑料中某些添加劑揮發(fā)或化學(xué)反應(yīng)所生成的氣體排氣方式（1）用分型面排氣（2）用型芯與模板配合間隙排氣（3 ）利用頂桿配合間隙排氣（4 ）用側(cè)型芯運動間隙排氣（5）開設(shè)排氣槽在本次設(shè)計中，我選擇的是開設(shè)排氣槽的方式來排氣。4.8脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計使塑件從模具上脫出來的機(jī)構(gòu)稱脫模機(jī)構(gòu)或稱頂出機(jī)構(gòu)脫模機(jī)構(gòu)的動作方向與模具的開模方向是一致的要求脫模時塑件不變形，不損壞,頂件位置位于制件不明顯處一脫模力的計算 （脫模）塑件在模具中冷卻定型時，由于體積收縮，產(chǎn)生包緊力 不帶通孔殼體類塑件，脫模時要克服大氣壓力 機(jī)構(gòu)本身運動的磨擦阻力. 塑件與模具之間的粘附力.初始脫模力,開始脫模進(jìn)的瞬間防要克服的阻力.相繼脫模力,后面防需的脫模力，比初始脫模力小，防止計算脫模力時，一般計算初始脫模力.a. 脫模力與塑件壁厚，型芯長度，垂直于脫模方向塑件的投影面積有關(guān)，各項值越大,則 21脫模力越大.b. 塑件收縮率，彈性模量E越大，脫模力越大.c. 塑件與芯子磨擦力俞大，則脫模阻力俞大.d. 排除大氣壓力和塑件對型芯的粘附等因素，則型芯斜角大到，塑件則自動脫落.二脫模機(jī)構(gòu)的形式1. 頂桿脫模機(jī)構(gòu)一般用于脫模力小的腔類塑件： 頂桿的導(dǎo)向配合部分較短. 筋部由于局部脫模力大，需加筋位. 頂出盤式的頂出. 頂桿材料:45鋼,T8或T10鋼,HRC 50以上. 與頂桿孔的配合 間隙配合. 頂桿的固定形式. 頂桿的結(jié)構(gòu)形式.2. 頂板脫模機(jī)構(gòu)對于薄壁容器，殼體形塑件及不允許在制件表面留下頂出桿痕跡的塑件，均可采用頂板脫模機(jī)構(gòu).頂板脫模機(jī)構(gòu)的特點：頂出力均勻,運動平穩(wěn)，頂出力大，固定連接式,非固定連接式.3. 雙分模機(jī)構(gòu)（兩個分模面）a.利用彈簧的作用實現(xiàn)第一次脫模，適用于塑件對定模粘附力不大，脫模距離不長的塑 件，彈簧的失效問題.b.利用杠桿的作用實現(xiàn)定模的脫模4二次脫模機(jī)構(gòu)（兩次頂出的動作）八字形擺桿二次脫模機(jī)構(gòu)拉鉤式二次脫模機(jī)構(gòu)改5.點澆口自動切斷和脫落機(jī)構(gòu)4.9推管尺寸的確定圓管形或帶中心孔的塑料件，最適宜推管頂出。推管可以看作是一種特殊的空心推 桿，頂推塑料件時的運動與推桿相同，但模具結(jié)構(gòu)卻與推桿機(jī)構(gòu)有很大的不同。推出 時推管沿整個圓周頂推制品，制品受力均勻，無推出痕跡，型芯和型腔可同時設(shè)計在 動模一側(cè)。以便提高制品的同軸度。（1）推管脫模機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)1 型芯固定在動模座上2 型芯固定在型芯固定板上3 推管開槽結(jié)構(gòu)（2）推管脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計要點1 推管的壁厚應(yīng)大于1.5 mm，細(xì)小的推管可做成階梯推管，較細(xì)部分的長度為配合 長度加推出行程，再加上56mm。2 推管的內(nèi)徑應(yīng)大于制品的內(nèi)徑，外徑應(yīng)小于制品的外徑，以保證推管內(nèi)外表面都能 順利滑動。3 推管材料、熱處理要求、表面粗糙度要求等，均與推桿相同。推管多采用前段局部 淬火，淬火長度要大于配合長度與推出行程之和。4 推管機(jī)構(gòu)同樣需要復(fù)位元件復(fù)位，在必要的情況下，也需要頂出導(dǎo)向。22推出套零件圖比例1; 110 ftYDY-1件數(shù)20共11赧劉承剛材料|t&校樓廐技扁院院技術(shù)要求;1:祥火處理2：未注圓角F 第五章 側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計5.1抽拔力的計算對塑件側(cè)向抽芯就是側(cè)向脫模，抽拔力就是側(cè)向脫模力，因此抽拔力的計算與脫模力計算一樣。Q=2 nKXE XS XL Xf/(1+m+k)(1+f)5.2型芯抽芯距的計算抽芯距=側(cè)孔或側(cè)凹的深度+2 3 mm (安全數(shù)值)=23.5mm5.3導(dǎo)柱直徑的計算滑塊受力可簡化成為平面匯交力系。到滑塊高度為其在導(dǎo)滑槽內(nèi)滑動寬度的2/3以內(nèi)時，簡化所引起的誤差小于10 %。當(dāng)滑塊運動方向垂直于開模方向時,N為斜導(dǎo)柱施加的正壓力（它可使斜銷彎曲） 為抽拔阻力；P為導(dǎo)滑槽施加的壓力； 是斜導(dǎo)柱與滑塊之間摩擦阻力；是導(dǎo)滑槽與滑塊之間摩擦阻力。經(jīng)過力平衡方程的推導(dǎo)，可得斜導(dǎo)柱承受的彎曲力計算式如下：M=PI1式中M最大彎距P 斜導(dǎo)柱所受最大彎曲力I1 彎曲力力點距斜導(dǎo)柱伸出端根部的距離斜導(dǎo)柱的直徑由它所承受的最大彎曲力決定。按斜導(dǎo)柱所受最大彎曲應(yīng)力小于許用彎曲應(yīng)力的原則，可得斜導(dǎo)柱直徑計算公式如下：24#式中c彎一最大彎曲應(yīng)力M斷面系數(shù)C許用彎曲應(yīng)力根據(jù)制品的結(jié)構(gòu)特點，確定在兩個鑲件間設(shè)置一跟普通的圓頂桿。由于塑料件的內(nèi)有兩個小的凸臺，所以設(shè)置斜滑塊，但在推出前推出機(jī)構(gòu)先復(fù)位，為此，在頂桿上安裝了復(fù)位彈簧。查模具設(shè)計與制造簡明手冊P.422.表2-35，可知導(dǎo)柱直徑d=15mm。5.4導(dǎo)柱長度的計算定距導(dǎo)柱的長度s=3+25+20=48mm定距導(dǎo)柱的余量空間k=48-4-5-10=27mm支2mm所以滿足第一次分型面的要求。25第六章冷卻裝置的設(shè)計6.1冷卻計算這里對模具冷卻系統(tǒng)進(jìn)行的是簡單的初步計算，也就是忽略空氣對流、輻射以及與 注塑機(jī)接觸所傳導(dǎo)的熱量。根據(jù)熱平衡原理，單位時間內(nèi)塑料熔體凝固釋放的熱量應(yīng)等于冷卻水帶走的熱量， 于是有：qv=WQ 1/ pci( 01 - 62)式中 qv冷卻水的體積流量，m3/min ;W單位時間(每分鐘)內(nèi)注入模具中塑料的質(zhì)量，kg/min ;Qi單位質(zhì)量的塑料制品在凝固時所放出的熱量，kj/kg ;P冷卻水的密度，kg/m3 ；ci 冷卻水的比熱容，kj/(kg ? C )；01冷卻水的出口溫度，C；0冷卻水的入口溫度，C。單位質(zhì)量的塑料制品在凝固時所放出的熱量Q1可用下式計算：Q1=C2（ 03- 04）+ 卩C2塑料的比熱容，kj/(kg?C )；$塑料熔體的初始溫度，C；也一一塑料制品在推出時的溫度，C；卩結(jié)晶型塑料的熔化質(zhì)量焓，即潛熱，kj/kg。求出冷卻水的體積流量qv后，就可以根據(jù)冷卻水處于湍流狀態(tài)下的流速 v與管道直 徑d的關(guān)系。冷卻管道總傳熱面積A(m2)可用下式計算：A=60WQ i/h AO式中h冷卻管道孔壁與冷卻水之間的傳熱系數(shù)，kj/(m2?h?C );AO模具溫度與冷卻水溫度之間的平均溫差，C。其中冷卻管道孔壁與冷卻水之間的傳熱系數(shù)h可按下式計算：h=3.6f( pv)0-8/d02式中f與冷卻水溫度有關(guān)的物理系數(shù)，見表平均水溫/C051015202530354045505560657075f4.95.35.66.06.46.47.27.67.98.38.68.99.39.69.910.20108758208147000P 冷卻水在一定溫度下的密度，kg/m3 ；v 冷卻水在圓管中的流速，m/s;d 冷卻水管的直徑，m。26冷卻水在圓管中的流速為:v=4qv/ nd2模具應(yīng)開設(shè)的冷卻管道的孔數(shù)為：n=A/ ndL式中L 冷卻管道開設(shè)方向上模具的長度或?qū)挾?，m。6.2冷卻系統(tǒng)的設(shè)計模具的冷卻方法有：水冷卻、空氣冷卻和油冷卻等?？紤]到外殼生產(chǎn)的時效性和經(jīng) 濟(jì)性，本冷卻系統(tǒng)采用水冷卻。冷卻通道的設(shè)計原則（1）冷卻通道離凹模壁不宜太遠(yuǎn)或太近，以免影響冷卻效果和模具強(qiáng)度。（2）冷卻通道盡量大。（3）與塑件厚度相適應(yīng)。（4）冷卻通道不過鑲塊接縫處，以防止漏水。（5）冷卻通道內(nèi)沒有產(chǎn)生回流的部位，暢通無阻。（6）澆口附近加強(qiáng)冷卻，因為澆口附近溫度最高。（7）冷卻通道避免接近塑件的熔接部位，避免使塑件產(chǎn)生熔接痕。（8）進(jìn)出口冷卻水溫差不大。（9）凹模和凸模分別冷卻，保證冷卻的平衡。（10）水管與水嘴連接處密封。冷卻裝置的形式模具中冷卻裝置的形式大體分三類：溝道式冷卻、管道式冷卻和導(dǎo)熱桿式冷卻。本 次設(shè)計采用溝道式冷卻，即直接在模具和模板上鉆孔，通入冷水冷卻。28第七章其它部件的選擇和設(shè)計7.1主流道的設(shè)計主流道是熔融塑料進(jìn)入模具型腔時的最先經(jīng)過部位，其截面尺寸直接影響塑料的流動速度和填充時間，如果主流道截面尺寸太小，則塑料在流動時的冷卻時間面積相 對增加，造成造型困難。反之，如果主流道截面尺寸太大，則使流道的容積增大，且 外罩冷卻定型的時間延長，降低了生產(chǎn)效率?；谏鲜隹紤]，本外罩屬于大型塑件， 主流道設(shè)計的大一些。主流道的設(shè)計如下：（1 ）主流道的截面采用比表面積最小的圓形截面。因主流道垂直于分型面，為了便 于流道凝料的脫出，主流道設(shè)計成圓錐形，其錐角為 4。錐孔內(nèi)壁光滑，表面粗糙度為 0.4um。（2）主流道的小端直徑根據(jù)所選注射機(jī)的規(guī)格定為 6mm。為了與注射機(jī)噴嘴相吻合, 主流道的始端設(shè)計為球面凹坑狀，球面半徑根據(jù)注射機(jī)噴嘴球面半徑確定為 31 mm。 球面深度取為5 mm。主流道長度根據(jù)定模板厚度確定為50 mm。（3）主流道與分流道相接處有過度圓角，是為了減小流料轉(zhuǎn)向是的阻力，半徑設(shè)為2mm。7.2分流道的設(shè)計塑件尺寸較大采用澆口進(jìn)料的單型腔模具和所有多型腔模具都需設(shè)置分流道。分 流道的設(shè)計應(yīng)能使塑料熔體的流向得到平穩(wěn)的轉(zhuǎn)換并盡快的充滿型腔，流動中溫度降 低盡可能低，同時應(yīng)能將塑料熔體均勻地分配到各個型腔。實際選擇分流道的截面形狀時，從減少壓力損失和熱量散失考慮，本次設(shè)計采用圓形截面分流道。除了考慮以上因素，還要考慮以下因素：（1）分流道的截面尺寸視塑件的大小和壁厚、塑件品種、注射速率和分流長度等因 素而定。（2）分流道的表面不必很光滑，其表面粗糙度為 1.6um，這樣流道內(nèi)料流的外層流 速降低，容易冷卻而形成固定表皮層，有利于流道的保溫。（3）分流道與澆口處的連接光滑過渡，以利于熔體的流動及填充。（4）設(shè)計型腔與分流道布置時，使塑件和流道在分型面上總投影面積的幾何中心與 鎖模力的中心相重合。（5 ）由于分流道較長，在其末端設(shè)置冷料穴，以防止冷料頭堵塞澆口或進(jìn)入型腔而 影響塑件的質(zhì)量。7.3冷料穴和拉料桿的設(shè)計注射成型時，噴嘴前端的熔料溫度較低，為防止其進(jìn)入型腔，通常在流道末端設(shè) 置用于集存這部分冷料的冷料穴。冷料穴有兩種，一種是純?yōu)閮Υ胬淞现茫涣硪活?是還兼有拉或推出凝料的作用。冷料穴設(shè)置在熔料流動方向的轉(zhuǎn)折處，以便將冷料入穴中存留起來。根據(jù)注射機(jī) 的類型，以及外殼的成型，把冷料穴設(shè)置在主流道正對面的動模上，冷料穴直徑稍大 于主流道大端的直徑，底部作成曲折的鉤形或下陷的凹槽，使冷料穴兼有開模時將主 流道凝料從主流道是拉出而附在動模一邊的作用。冷料穴和拉桿結(jié)構(gòu)有：帶鉤型拉料 桿的冷料穴、帶球頭拉料桿冷料穴、無拉料桿冷料穴等。30本次設(shè)計采用帶鉤型拉料桿冷料穴，該冷料穴底部有一根與冷料穴公稱直徑相同 的鉤形（Z型）拉料桿，由于拉料桿頭部的側(cè)凹能將主流道凝料構(gòu)住，開模時即可將 凝料從主流道中拉出，同時，由于拉料桿的尾部固定在推桿固定板上，故在塑件推出 時，凝料也一同推出。取出塑件時，用手工朝拉料鉤的側(cè)向稍許移動，即可將塑件連 同澆注系統(tǒng)凝料一道取下。拉料桿鉤形與定模板之間采用 H9/f9間隙配合，相對固定部分采用 H7/m6過渡配合, 配合部分的表面粗糙度為Ra0.8。7.4澆口的設(shè)計澆口是連接分流道和型腔的橋梁，它是整個澆注系統(tǒng)的最薄弱點和關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其 形式、尺寸開設(shè)在型腔的什么部位對塑件質(zhì)量影響很大。在大多數(shù)情況下，澆口是整 個澆注系統(tǒng)中截面最小部分。當(dāng)熔融塑料通過狹小的澆口時，流速增高，并因摩擦使 料溫也升高，有利于填充型腔。同時，狹小的澆口適當(dāng)保壓補(bǔ)縮后首先凝固封閉型腔， 使型腔內(nèi)的熔料即可在無壓力狀態(tài)下自由收縮凝固成型，因而塑件內(nèi)殘余力小，可減 小塑件的變形和破裂。一般澆口的尺寸很難用理論公式計算，通常根據(jù)經(jīng)驗確定，取其下限，然后在試模過 程中逐步加以整修。根據(jù)我國一些工廠的經(jīng)驗，澆口的截面面積為分流道截面面具的 5%，截面形狀為圓形，澆口長度為1mm，表面粗糙度為0.4um。（1 ）澆口的類型選擇注射模的澆口結(jié)構(gòu)形式較多，不同類型的澆口其尺寸稍有不同，特點和適用情況也有 所不同。根據(jù)塑料的成型特性，外罩的幾何形狀與尺寸、生產(chǎn)批量、注射機(jī)規(guī)格等因 素，澆口類型選為直接澆口。（2 ）澆口位置的選擇澆口的開設(shè)位置對塑件質(zhì)量的影響很大，因此在確定澆口位置時，根據(jù)塑件的幾 何形狀和技術(shù)要求，進(jìn)行全面考慮。主要有以下考慮： 避免引起熔體破裂現(xiàn)象 加大澆口尺寸，以降低流速，平穩(wěn)地充填型腔，使熔體 破裂現(xiàn)象消失。 有利于熔體流動和補(bǔ)縮 澆口位置開設(shè)在塑件截面最厚處， 以利于熔體填充和補(bǔ) 料。 有利于型腔內(nèi)氣體排出 澆口位置設(shè)置在塑件表面積最大處的中央。 防止料流將型芯積壓變形 控制流速，對稱進(jìn)料，以防止型芯彎曲。 保證流動比在允許范圍內(nèi) 流動比過會因料溫下降造成熔體不能充滿整個型腔。本外罩屬于大型塑件，流動比范圍確定為 280300L/t。(3 )澆口設(shè)計澆口設(shè)計成圓形橫截面、輕微的錐度，并在最大橫截面處與塑件連接。熔融塑料通 過主流道直接進(jìn)入型腔，流程短，進(jìn)料快，流動阻力小，傳遞壓力好，保壓補(bǔ)縮作用 強(qiáng)，有利于排氣和消除熔接痕，且模具結(jié)構(gòu)簡單，制造方便。澆口截面尺寸不能太小，過小的澆口壓力損失大、冷凝快、補(bǔ)縮困難會造成塑件缺 料、縮孔等缺陷。同樣，澆口截面尺寸也不能過大，過大的澆口注射速率低，溫度下 降快，塑件可能產(chǎn)生明顯的熔接痕和表面云層現(xiàn)象。澆口直徑為主流道大端直徑，確 定為8mm。32其余穿技術(shù)要求:1:淬火處理2：零件無裂痕3：未角R1澆口套零件圖比例1: 1第8張YDY-C件數(shù)1共11張姓名劉承剛2008. 12重量材科|T8校核帀慶三峽學(xué)院審核應(yīng)用技術(shù)學(xué)院設(shè)計總結(jié)為期六個月的畢業(yè)設(shè)計即將結(jié)束，這也標(biāo)志著我三年的大學(xué)生活已經(jīng)拉開了帷幕。 在過去的六個月中，有喜悅、有苦惱，有緊張也有放縱?？梢哉f，這是我大學(xué)生活的 一個縮影，也是我大學(xué)期間的最后一次做作業(yè)。這次作業(yè)是一次非常難得的理論與實際相結(jié)合的機(jī)會，通過這次畢業(yè)設(shè)計我收獲 了許多。首先，是精神上的收獲，它是我今后走上工作崗位之前的一次大練兵。這次作畢 業(yè)設(shè)計給我的感覺和以前完全不同。 之前作的課程設(shè)計所要解決的課題相對比較簡單， 而且跨學(xué)課，牽涉的其它方面的內(nèi)容比較少、比較淺。而這次畢業(yè)設(shè)計就截然不同拉， 它要解決的，不是單方面的內(nèi)容，而是要解決一個錯綜復(fù)雜的整個模具系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè) 計以及各個部件之間能夠協(xié)調(diào)運做，能夠制造出符合要求的產(chǎn)品的課題。所以說，畢 業(yè)設(shè)計的完成，在精神上，對于我今后走上工作崗位是個很大的鼓舞。其次，通過畢業(yè)設(shè)計，使我在查閱文獻(xiàn)資料、設(shè)計手冊、設(shè)計規(guī)范以及電腦制圖 等能力方面有了很大提高，特別是在電腦制圖方面。過去的六個月，是我在大學(xué)期間， 把電腦用在學(xué)習(xí)上使用頻率最高的一段時間。在這段時間里，通過理論學(xué)習(xí)和實踐操 作相結(jié)合，使我對AutoCAD等繪圖軟件進(jìn)行了比較系統(tǒng)的學(xué)習(xí)。 對一些復(fù)雜圖形的繪 制、尺寸的標(biāo)注都能比較熟練的操作和運用。查閱各種文獻(xiàn)資料、設(shè)計手冊和設(shè)計規(guī) 范是我完成這次畢業(yè)設(shè)計的基礎(chǔ)，各種系統(tǒng)的使用條件，各種設(shè)備的選用標(biāo)準(zhǔn)，各種 管道的安裝方式，我都是隨著設(shè)計的不斷深入而不斷熟悉并學(xué)會應(yīng)用的。在設(shè)計中遇 到的一些問題，特別是在怎樣能夠保證設(shè)計的可靠性，避免設(shè)計的模具發(fā)生干涉、碰 撞等問題方面的問題，都是通過查閱各種設(shè)計手冊、設(shè)計規(guī)范和通過與導(dǎo)師、同學(xué)的34交流來解決的。最后，這段時間的磨練，特別是最后兩個月的時間，使我的意志品質(zhì)力，抗壓能 力及耐力也都得到了不同程度的提升。當(dāng)然通過這次畢業(yè)設(shè)計，也留給我了一些教訓(xùn)和遺憾。在這段時間的前一階段， 由于沒有深刻認(rèn)識到畢業(yè)設(shè)計的復(fù)雜性和反復(fù)性，以致沒有良好利用所有時間，使模 具各個系統(tǒng)的設(shè)計、選擇以及配合不夠精細(xì)。從而給模具的裝配造成了很大的困難， 經(jīng)歷了許多次的反復(fù)，提高了模具在實際生產(chǎn)運用的成本。同時，由于實踐環(huán)境的約 束，以及本人的經(jīng)驗不足，沒有對一次性注射器筒體進(jìn)行裝配和動畫摸擬。如果時間 充足，接下來還要進(jìn)行型腔加工仿真。借助 Pro/e設(shè)計軟件創(chuàng)建型腔其型腔加工仿真， 并自動生成所需要的零件工程圖；還利用 Pro尼的分析功能，進(jìn)行拔模檢測，仿真模具開 模順序，計算填充容積、型腔曲面面積等?？偟恼f來，這次的畢業(yè)設(shè)計做得還比較有成效，確確實實學(xué)到了知識，拓寬了視 野。雖然還有一些不足和遺憾，可這些不會給我打擊只會更好的鞭策我前行，讓我在 未來的工作學(xué)習(xí)中表現(xiàn)出更高的應(yīng)變能力，更強(qiáng)的溝通力和理解力。提高是有限的但 提高也是全面的。我相信，只要自己今后牢記教訓(xùn)不斷的改變和提高，就能在激烈的 崗位競爭中，始終擁有的一席之地致謝經(jīng)過半年的忙碌，本次畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)接近尾聲，作為一個大學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計，由 于經(jīng)驗的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有導(dǎo)師的督促指導(dǎo)，以及一起 工作的同學(xué)們的支持，想要完成這個設(shè)計是難以想象的。在這里首先要感謝我的指導(dǎo)師章強(qiáng)老師。我的畢業(yè)設(shè)計及論文都是在章強(qiáng)老師的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成的。他嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵著我。從課題的選擇到項目的最終完成，章強(qiáng)老師都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。在設(shè)計過程中章強(qiáng)老師給我指出了正確的設(shè)計方向,36使我加深了對知識的理解，同時也避免了在設(shè)計過程中少走彎路。而且，他還給我提供了大量的學(xué)習(xí)資料，并且在我的實際設(shè)計中給予很大的幫助，指導(dǎo)我，啟發(fā)我，為我 解答了很多設(shè)計上的難題。章強(qiáng)老師的督促使我一直把畢業(yè)設(shè)計放在心理，保證按質(zhì) 按量的完成。在論文的寫作、修改這一方面，章強(qiáng)老師也為我投入了很多時間。借次機(jī)會，還要感謝大學(xué)三年來所有的老師，為我們打下機(jī)械專業(yè)知識的基礎(chǔ)；同時 還要感謝所有的同學(xué)們，為我提供無私的支持和幫助。感謝三年來陪參考資料(1 )注塑模設(shè)計與生產(chǎn)應(yīng)用-張國強(qiáng)-化學(xué)工業(yè)出版社(2)塑料模具設(shè)計與制造完全自學(xué)手冊-肖愛民 沈春根-兵器工業(yè)出版社(3)塑料制品與塑料模具設(shè)計-付宏生 劉京華-化學(xué)工業(yè)出版社(4 )塑料注射模具設(shè)計技巧與實例-王文廣等-化學(xué)工業(yè)出版社(5 )塑料成型工藝及模具簡明手冊-王孝培-機(jī)械工業(yè)出版社(6) 沖壓與塑料成型設(shè)備-范有發(fā)-機(jī)械工業(yè)出版社(7) 工程塑料-金國珍-.化學(xué)工業(yè)出版社(8) 塑料成型工藝與模具設(shè)計-屈華昌-高等教育出版社(9) 塑料模具設(shè)計參考資料匯編-鄒繼強(qiáng)-清華大學(xué)出版社(10) 模具設(shè)計與制造簡明手冊-胡建生-機(jī)械工業(yè)出版社38