盒蓋注塑模具設計畢業(yè)設計說明書

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1、畢業(yè)設計（論文） 課題：盒蓋注塑模具設計 課題名稱：＿＿＿＿＿＿＿ 系 別：＿＿＿＿＿＿＿ 專 業(yè)：＿＿＿＿＿＿＿ 班 級：＿＿＿＿＿＿＿ 姓 名：＿＿＿＿＿＿＿ 學 號：＿＿＿＿＿＿＿ 指導老師：＿＿＿＿＿＿＿ 2012-4-1 摘 要 塑料模具在當今社會越來越廣泛的應用，從電腦、手機、飲料、臺燈、水筆、水盆等方面應用極其廣泛，可以說從我們的吃穿住行都離不開它。注射成形是成形熱塑件的主要方法，因此應用范圍很廣。注射成形是把塑料原料放入料筒中經(jīng)過加熱熔化，使之成為高黏度的流體，用柱塞或螺桿作為加壓工具，使熔體通

2、過噴嘴以較高壓力注入模具的型腔中，經(jīng)過冷卻、凝固階段，而后從模具中脫出，成為塑料制品。 本次的畢業(yè)設計是盒蓋注塑模的設計，該模具結構簡單，成型分型都非常簡單。依據(jù)產(chǎn)品的數(shù)量和塑料的工藝性能確定了以單分型面注塑模的方式進行設計。模具的型腔采用一模一腔，澆注系統(tǒng)采用直澆口成形，推出形式為推桿推出機構完成塑件的推出。由于塑件的工藝性能要求注塑模中有冷卻系統(tǒng)，因此在模具設計中也進行了設計。本次的設計中參考了大量的文獻，還在互聯(lián)網(wǎng)上查找資料，設計過程比較完整。 關鍵詞： 單分型面注射模具；ABS;塑料模具。 目錄 摘 要 2 Abs

3、tract 3 緒論 5 1 國際國內(nèi)塑料成型模具發(fā)展概況 5 2 我國模具設計技術今后發(fā)展方向 6 1塑料制件的工藝性分析及工藝結構設計 8 1.1成型塑料制件結構工藝性分析 8 1.2 塑件材料的分析 9 2.塑件成型的基本過程 11 2.1塑化過程 11 2.2充模過程 12 2.3冷卻凝固過程 12 2.4脫模過程 12 3 注塑設備的選擇 13 3.1估算塑件體積質量 13 3.2 選擇注塑機 13 4 塑料件的工藝尺寸的計算 14 5 分型面的設計 17 6 注塑機有關參數(shù)的校核 17 7脫模機構的設計與合模導向結構設計 19 7.1脫模

4、結構設計 19 7.2合模導向機構的設計 19 8澆注系統(tǒng)的設計 19 9 排氣系統(tǒng)和溫度調節(jié)系統(tǒng)的設計 20 9.1 排氣系統(tǒng) 20 9.2 溫度調節(jié)系統(tǒng)的設計 21 10 繪制裝配圖 22 總結 25 參考文獻 26 緒論 1 國際國內(nèi)塑料成型模具發(fā)展概況 80年代以來，在國家產(chǎn)業(yè)政策和與之配套的一系列國家經(jīng)濟政策的支持和引導下，我國模具工業(yè)發(fā)展迅速，年均增速為13%，2003年我國模具工業(yè)產(chǎn)值為375億，至2007年我國模具總產(chǎn)值約為525億元，其中塑料模約35%左右。在未來的模具市場中，塑料模在模具總量中的比例還將逐步提高。 我國塑料模工業(yè)

5、從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)半個多世紀，有了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高。在大型模具方面已能生產(chǎn)48英寸大屏幕彩電塑殼注射模具、6.5Kg大容量洗衣機全套塑料模具以及汽車保險杠和整體儀表盤等塑料模具，精密塑料模具方面，已能生產(chǎn)照相機塑料件模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。如天津津榮天和機電有限公司和煙臺北極星模具有限公司制造多腔VCD和DVD齒輪模具，所生產(chǎn)的這類齒輪塑件的尺寸精度、同軸度、跳動等要求都達到了國外同類產(chǎn)品的水平，而且還采用最新的齒輪設計軟件，糾正了由于成型收縮造成齒形誤差，達到了標準漸開線齒形要求。還能生產(chǎn)厚度僅為0.08mm的一模兩腔的航空杯模具和難度較高的塑料門窗擠出模等等。注

6、塑模型腔制造精度可達0.02mm～0.05mm，表面粗糙度Ra0.2μm，模具質量、壽命明顯提高了，非淬火鋼模壽命可達10～30萬次，淬火鋼模達50～1000萬次，交貨期較以前縮短，但和國外相比仍有較大差距，具體數(shù)據(jù)見表1-1。 表1-1 國內(nèi)外塑料模具技術比較表 項目 國外 國內(nèi) 注塑模型腔精度 0.005～0.01mm 0.02～0.05mm 型腔表面粗糙度 Ra0.01～0.05μm Ra0.20μm 非淬火鋼模具壽命 10～60萬次 10～30萬次 淬火鋼模具壽命 160～300萬次 50～100萬次 熱流道模具使用率 80%以上 總體不足10%

7、 標準化程度 70～80% 小于30% 在模具行業(yè)占有量 30～40% 25～30% 成型工藝方面，多材質塑料成型模、高效多色注射模、鑲件互換結構和抽芯脫模機構的創(chuàng)新方面也取得較大進展。氣體輔助注射成型技術的使用更趨成熟，如青島海信模具有限公司、天津通信廣播公司模具廠等廠家成功地在29～34英寸電視機外殼以及一些厚壁零件的模具上運用氣輔技術，一些廠家還使用了C-MOLD氣輔軟件，取得較好的效果。如上海新普雷斯等公司就能為用戶提供氣輔成型設備及技術。熱流道模具開始推廣，有的廠采用率達20%以上，一般采用內(nèi)熱式或外熱式熱流道裝置，少數(shù)單位采用具有世界先進水平的高難度針閥式熱流道模具。

8、但總體上熱流道的采用率達不到10%，與國外的50%～80%相比，差距較大。 在制造技術方面，CAD/CAM/CAE技術的應用水平上了一個新臺階，以生產(chǎn)家用電器的企業(yè)為代表，陸續(xù)引進了相當數(shù)量的CAD/CAM系統(tǒng)，如美國EDS的UGⅡ、美國Parametric Technology公司的Pro/Emgineer、美國CV公司的CADS5、英國Deltacam公司的DOCT5、日本HZS公司的CRADE、以色列公司的Cimatron、美國AC-Tech公司的C-Mold及澳大利亞Moldflow公司的MPA塑模分析軟件等等。這些系統(tǒng)和軟件的引進，雖花費了大量資金，但在我國模具行業(yè)中，實現(xiàn)了CA

9、D/CAM的集成，并能支持CAE技術對成型過程，如充模和冷卻等進行計算機模擬，取得了一定的技術經(jīng)濟效益，促進和推動了我國模具CAD/CAM技術的發(fā)展。近年來，我國自主開發(fā)的塑料模CAD/CAM系統(tǒng)有了很大發(fā)展，主要有北航華正軟件工程研究所開發(fā)的CAXA系統(tǒng)、華中科技開發(fā)的注塑模HSC5.0系統(tǒng)及CAE軟件等，這些軟件具有適應國內(nèi)模具的具體情況、能在微機上應用且價格低等特點，為進一步普及模具CAD/CAM技術創(chuàng)造了良好條件。 近年來，國內(nèi)已較廣泛地采用一些新的塑料模具鋼，如：P20，3Gr2Mo、PMS、SMⅠ、SMⅡ等，對模具的質量和使用壽命有著直接的重大影響，但總體使用量仍較少。塑料模具

10、標準模架、標準推桿和彈簧等越來越廣泛得到應用，并且出現(xiàn)了一些國產(chǎn)的商品化的熱流道系統(tǒng)元件。但目前我國模具標準化程度的商品化程度一般在30%以下，和國外先進工業(yè)國家已達到70%～80%相比，仍有差距。 2 我國模具設計技術今后發(fā)展方向 （1）提高大型、精密、復雜、長壽命模具的設計水平及比例。這是由于塑料模成型的制品日漸大型化、復雜化和高精度要求以及因高生產(chǎn)率要求而發(fā)展的一模多腔所致。 （2）在塑料模設計制造中全面推廣應用CAD/CAM/CAE技術。CAD/CAM技術已發(fā)展成為一項比較成熟的共性技術，近年來模具CAD/CAM技術的硬件與軟件價格已降低到中小企業(yè)普遍可以接受的程度，為其進一步

11、普及創(chuàng)造良好的條件；基于網(wǎng)絡的CAD/CAM/CAE一體化系統(tǒng)結構初見端倪，其將解決傳統(tǒng)混合型CAD/CAM系統(tǒng)無法滿足實際生產(chǎn)過程分工協(xié)作要求的問題；CAD/CAM軟件的智能化程度將逐步提高；塑料制件及模具的3D設計與成型過程的3D分析將在我國塑料模具工業(yè)中發(fā)揮越來越重要的作用。 （3）推廣應用熱流道技術、氣輔注射成型技術和高壓注射成型技術。采用熱流道技術的模具可提高制件的生產(chǎn)率和質量，并能大幅度節(jié)省塑料制件的原材料和節(jié)約能源，所以廣泛應用這項技術是塑料模具的一大變革。制訂熱流道元器件的國家標準，積極生產(chǎn)價廉高質量的元器件，是發(fā)展熱流道模具的關鍵。氣體輔助注射成型可在保證產(chǎn)品質量的前提下

12、，大幅度降低成本。目前在汽車和家電行業(yè)中正逐步推廣使用。氣體輔助注射成型比傳統(tǒng)的普通注射工藝有更多的工藝參數(shù)需要確定和控制，而且常用于較復雜的大型制品，模具設計和控制的難度較大，因此，開發(fā)氣體輔助成型流動分析軟件，顯得十分重要。另一方面為了確保塑料件精度，繼續(xù)研究開發(fā)高壓注射成型工藝與模具也非常重要。 （4）開發(fā)新的成型工藝和快速經(jīng)濟模具。以適應多品種、少批量的生產(chǎn)方式。 （5）提高塑料模標準化水平和標準件的使用率。我國模具標準件水平和模具標準化程度仍較低，與國外差距甚大，在一定程度上制約著我國模具工業(yè)的發(fā)展，為提高模具質量和降低模具制造成本，模具標準件的應用要大力推廣。為此，首先要制訂統(tǒng)

13、一的國家標準，并嚴格按標準生產(chǎn)；其次要逐步形成規(guī)模生產(chǎn)，提高商品化程度、提高標準件質量、降低成本；再次是要進一步增加標準件的規(guī)格品種。 （6）應用優(yōu)質材料和先進的表面處理技術對于提高模具壽命和質量顯得十分必要。 （7）研究和應用模具的高速測量技術與逆向工程。采用三坐標測量儀或三坐標掃描儀實現(xiàn)逆向工程是塑料模CAD/CAM的關鍵技術之一。研究和應用多樣、調整、廉價的檢測設備是實現(xiàn)逆向工程的必要前提。 1塑料制件的工藝性分析及工藝結構設計 1.1成型塑料制件結構工藝性分析 塑料制件主要根據(jù)使用要求進行設計,除考慮充分發(fā)

14、揮所用塑料的性能特點外,還應考慮塑件的結構工藝性,塑件結構工藝性的主要內(nèi)容包括塑件的尺寸和精度,表面粗糙度,形狀,壁厚,斜度,加強筋,支撐面,圓角,孔,螺紋,嵌件,鉸鏈,標記,符號和文字。據(jù)所給零件的結構,本設計從以下幾方面對其分析： 結構分析 從零件圖分析，該零件總體結構為抽殼體，從塑件厚來看，總的來講塑件壁厚變化比較均勻，有利于零件成型。 塑件壁厚分析 塑件壁厚的設計與塑件原料的性能、塑件結構、成型條件、塑件的質量及其使用要求都有密切的聯(lián)系。壁厚過小，會造成充填阻力增大，特別對于大型件、復雜制件將難于成型。塑件的厚度的最小尺寸應滿足以下要求：滿足塑件結構和使用性能要求下取小壁厚

15、 能承受推出機構等的沖擊和振動 制品連接緊固處、嵌件埋入處等具有足夠的厚度 保證貯存、搬運過程中強度所需的壁厚 滿足成型時熔體充模所需的壁厚。塑料制件規(guī)定有最小壁厚值，表2-1為熱塑性塑件最小壁厚及常用壁厚推薦值。 表2-1熱塑性塑件最小壁厚及常用壁厚推薦值 塑料類型 制件流程50mm的最小壁厚/mm 一般制件的壁厚/mm 大型制件的壁厚/mm 聚丙烯（pp） 0.85 2.45-2.75 >2.4-3.2 脫模斜度分析 當塑件成型后因塑料收縮而包緊型芯，若塑件外形較復雜時，塑件的多個面與型芯緊貼，從而脫模阻力較大。為防止脫模時塑件的表面被檫傷和推頂變形，需設脫模斜度。

16、 一般來說，塑件高度在25mm以下者可不考慮脫模斜度。但是，如果塑件結構復雜，即使脫模高度僅幾毫米，也必須認真設計脫模斜度。 ①斜度作用： 便于塑件脫模，防止脫模時擦傷塑件，須在塑件內(nèi)外表面脫模方向上留有足夠的斜度，在模具上稱為脫模斜度。 ②脫模斜度選取:取決于塑件的形狀、壁厚及塑料的收縮率，一般取30′～1°30′。 塑件脫模斜度的選取應遵循以下原則： 1 塑料的收縮率大，壁厚，斜度應取偏大值，反之取偏小值。 2 塑件結構比較復雜，脫模阻力就比較大，應選用較大的脫模斜度。 3 當塑件高度不大（一般小于2mm）時，可以不設斜度；對型芯長或深型腔的塑件，斜度取偏小值。但通常為了便于脫

17、模，在滿足制件的使用和尺寸公差要求的前提下可將斜度值取大些。 4 一般情況下，塑件外表面的斜度取值可比內(nèi)表面的小些，有時也根據(jù)塑件的預留位置（留于凹?；蛲鼓Ｉ希﹣泶_定制件內(nèi)外表面的斜度。 5 熱固性塑料的收縮率一般較熱塑性塑料的小一些，故脫模斜度也相應取小一些。 6 一般情況下，脫模斜度不包括在塑件的公差范圍內(nèi)。綜合以上的原則，由于塑件高度不是很大，收縮率一般，本設計中采用30′的脫模斜度。 表面粗糙度分析 塑料制件的表面粗糙度，除了在成型時從工藝上盡可能避免冷疤、云紋等癡點外，主要取決于模具成型零件的表面粗糙度。一般模具的表面粗糙度值要比塑件的低1~2級，塑料制件的表面粗糙度Ra值

18、一般為1.6~0.2um，在模具使用中，由于型腔磨損而使表面粗糙度值不斷加大，應隨時給以拋光復原。非配合表面和隱蔽面可取較大的表面粗糙度值，除塑件外表面有特殊要求以外，一般型腔的表面粗糙度值要低于型芯的。此外，塑件的表面粗糙度與塑料的品種有關。一般，型腔表面粗糙度要求達到0.2~0.4mm。 1.2 塑件材料的分析 PE，是聚乙烯的簡寫，是由乙烯聚合而成的的聚合物，作為塑料使用時，其平均相對分子質量要在1萬以上。根據(jù)聚合物條件不同，實際平均相對分子質量可從1萬到幾百萬不等。生成的PE乙烯單體大部分是由石油裂解得到 聚乙烯是樹脂中分子結構最簡單的一種，它原料來源豐富，價格較低，具有優(yōu)異的

19、電絕緣性和化學穩(wěn)定性，易于成型加工，并且品種較多，可滿足不同性能要求，因此它從問世以來發(fā)展很快，是目前產(chǎn)量最大的樹脂品種，用途極廣泛 1.2.1 PE塑料主要的性能指標： PE材料的性能特點:質軟,機械性能差,表面硬度低,化學穩(wěn)定性好,但不耐強氧化劑,耐水性好 PE的成型特點:成型前不可預熱,收縮大,易變形,冷卻時間長,成型效率不高,塑件有淺側凹可強制脫模 PE材料在模具設計時應注意的事項:澆注系統(tǒng)應盡快保證充型,須設冷卻系統(tǒng),使用溫度一般為<800C PE材料的品種多，根據(jù)塑件的要求及特點，我們選用低密度聚乙烯來作為注塑材料 PE材料的品種很多，在此低密度聚乙烯（LDP

20、E）作為塑件的注塑材料。LDPE是在高溫和特別高的壓力下通過典型的自由基聚合過程得到的。早在20世紀40年代初，LDPE已用于電線包覆，是PE家族中最早出現(xiàn)的產(chǎn)品。LDPE綜合了許多優(yōu)良的性能，如透明性、封合性、易于加工，是當今聚合物工業(yè)中應用最廣泛的材料之一。 LDPE通?？刹捎霉苁胶透椒磻鲀煞N生產(chǎn)工藝制備，聚合時壓力為（150～350）Mpa，聚合溫度在150～260℃之間，并加入適量的引發(fā)劑。 與其他工藝過程得到的線性PE不同，高壓自由基聚合歷程易發(fā)生鏈轉移，得到的聚合物存在大量的支鏈結構，這種結構使LDPE具有透明、柔順，易于擠出等特定性能。通過控制平均相對分子質量（MW）、結

21、晶度和相對分子質量分布（MWD），可以是LDPE樹脂獲得多種應用。 聚合物的平均相對分子質量是用組成聚合物的所有分子鏈的平均尺寸來表達的，為方便起見，在塑料工業(yè)中采用熔體流動速率（MFR）作為平均相對分子質量的量度，MFR的單位為g/10min，MFR的值與平均相對分子質量的大小成反比。 LDPE的結晶度與樹脂中的短支鏈的含量有關，結晶度通常為30%～40%，結晶度的提高是LDPE的剛性、耐化學藥品性、阻隔性、拉伸強度和耐熱性增加。而沖擊強度、撕裂強度和耐應力開裂性能降低。 1.2.2 PE的注射成型工藝參數(shù): 密度（g/cm3）： 0.910`~0.925 計算收縮率

22、（%）：0.3~0.8 預熱溫度（℃）： 70~80 預熱時間（h）： 1~2 料筒溫度（℃） 前段 170~200 后段 140~160 模具溫度（℃）： 35~55 注射壓力（MPa）：60~100 成型時間（s）： 注射時間 15~60 高壓時間 0~3 冷卻時間 20~90 總周期 50~160 適應注射機類型： 柱塞式 2.塑件成型的基本過程 注塑成型是把塑料原料（一般經(jīng)過造粒、染色、添加劑等處理之后的顆粒）放入料間當中，經(jīng)過加熱溶化使之成為高粘度的流體-----熔體用柱塞或螺桿作為加壓工具，使得熔體

23、通過噴嘴以較高的壓力（約20~85mpa），溶入模具的型腔中經(jīng)過冷卻、凝固階段，而后從模具中脫出，成為塑料制品。 2.1塑化過程 現(xiàn)代式的注射機基本上采取螺桿式的塑化設備，塑料原粒（稱為物料）自從送料斗以定容方式送入料筒，通過料筒外的點加熱裝置和料筒內(nèi)的螺桿旋轉所產(chǎn)生的摩擦熱，使物理熔化達到一定的溫度后即可注射，注射動作是由螺桿的推進來完成的。 2.2充模過程 熔體自注射機的噴嘴噴出來后，進入模具的型腔內(nèi)，將型腔內(nèi)的空氣排出，并充滿型腔，然后升到一定壓力，使溶體的密度增加，充實型腔的每一個角落。 充模過程是注射成型的最主要的過程，由于塑料溶體的流動是非牛頓流動，而且粘度很大，所以

24、在壓力損耗，粘度變化，多般匯流等現(xiàn)象左右塑件的質量，因此充模過程的關鍵問題------澆注系統(tǒng)的設計就成為注射模具設計過程的重點，現(xiàn)代的設計方法已經(jīng)運用了計算機輔助設計以解決澆注系統(tǒng)設計中疑難問題。 2.3冷卻凝固過程 熱塑性塑料的注射成型過程是熱交換過程，即： 塑化——注射充模——固化成型 加熱——理論上絕熱——散熱 熱交換效果的好壞決定了塑件的質量，模具設計時，散熱交換也要充分考慮，在現(xiàn)代設計方法中也采用了計算機輔助設計來解決問題。 2.4脫模過程 塑件在型腔內(nèi)固化后，必須采取機械的方式把它從型腔內(nèi)取出，這個動作由脫模機構來完成。不合理的脫模機

25、構對塑件的質量影響很大，但塑件的幾何形狀是千變?nèi)f化的，必須采用最有效和最好的脫模方式。因此，脫模機構的設計也是注射模具設計的一個主要環(huán)節(jié)，由于標準化的推廣，許多標準化的脫模機構零部件也有商品供應。 由3.1至3.4形成了一個循環(huán)，就完成了一次成型乃至很多塑件 3 注塑設備的選擇 3.1估算塑件體積質量 建模，三維零件設計 利用UG軟件。進行三維實體建模，并可直接通過軟件進行測量 所以v=14cm3 因為PE的密度為0.925g /cm3 該產(chǎn)品m=0.925×14=13g。 3.2 選擇注塑機 根據(jù)《模具設計與制造簡明手冊》表2-40選擇注射機XS-ZY-1

26、25螺桿式注射機，其參數(shù)如下： 額定注射量：125 螺桿直徑：42mm 注射壓力：150Mpa 鎖模力：900KN 模板行程：300mm 模具最大厚度：300mm 模具最小厚度：200mm 模板尺寸：450×420mm 拉桿空間：260×290mm 定位孔直徑：100mm 合模方式：液壓—機械 4 塑料件的工藝尺寸的計算 1.型芯設計 1）、型芯的尺寸計算 a)、型芯的尺寸按以下公式計算 D=〈〔1+〕d+xΔ〉 式中D—型芯外徑尺寸 d—塑件內(nèi)形尺寸 Δ—塑件公差 —塑料平均收縮率 —

27、成形零件制造公差,取Δ/2。 2.型腔設計 1）、型腔徑向尺寸按以下公式計算 D=〈〔1+〕d－xΔ〉 式中D—型腔的內(nèi)形尺寸 d—塑件外形基本尺寸 Δ— 塑件公差 —塑料平均收縮率 —成形零件制造公差,取Δ/2。 2)、型腔深度尺寸按以下公式計算 = 式中—型腔深度 —塑件外形高度尺寸 Δ— 塑件公差 —塑料平均收縮率 —成形零件制造公差,取 3.由于該產(chǎn)品不是透明的，所以型芯的表面粗糙度要求不需那么高。一般取Ra1.6,在機床上加工就可以直接投入使用，不需要經(jīng)過其它的特殊加工?？紤]模具的修模以及型芯的磨損，在精度范圍內(nèi)，型芯尺寸盡量取大值。

28、而型腔則取大值，型腔的表面粗糟將決定產(chǎn)品的外觀，因此型腔的表面粗糙度則要求較高，一般取Ra0.8～0.4。在本次設計中，型腔取Ra0.8。 4.X——綜合修正系數(shù)（考慮塑料收縮率的偏差和波動，成型零件的磨損等因素），塑件精度低、批量較小時，X取1/2；塑件精度高、批量比較大，X取3/4，根據(jù)設計要求取X為0.5。 9、型腔、型芯工作尺寸的計算 要計算型芯、型腔的工作尺寸，必先確定塑件的公差及模具的制造公差。根據(jù)要求塑件精度取五級精度。根據(jù)塑料制件公差數(shù)值表（SJ1372—78）塑件在五級精度下，基本尺寸對應的尺寸公差如下： 基本尺寸㎜ 公差㎜ 基本尺寸㎜ 公差㎜ ＜3 0.1

29、6 3~6 0.18 6~10 0.20 10~14 0.22 14~18 0.24 18~24 0.28 24~30 0.32 30~40 0.36 40~50 0.40 50~65 0.46 65~80 0.52 80~100 0.60 100~120 0.68 1、型腔：寬度方向d=65；取=0.8-0.3%/2=0.25%（以下收縮率都取0.25%） D=[（1+0.0025）×65－0.5×0.60]=64.86 長度方向 d2’=88; D2’=[（1+0.0025）×88－0.5×0.68]=8

30、7.88 2、型腔深度：H=13 ; X=0.4 H=[(1+0.0025) ×13+0.4×0.18]=13.1045 3、型芯： 1）寬度方向d=65 D=[（1+0.0025）×65+0.5×0.60]=64.86 2）長度方向d=88 D=[（1+0.0025）×88+0.5×0.68]=87.88 10、型腔壁厚計算 1.型腔的強度及剛度要求 塑料模具型腔的側壁和底壁厚度計算是模具設計中經(jīng)常遇到的問題，尤其對大型模具更為突出。目前常用的計算方法有按強度條件計算和按剛度條件計算兩類，但塑料模具要求既不許因強度不足而

31、發(fā)生明顯變形，甚至破壞，也不許剛度不足而變形過大的情況，因此要求對強度和剛度加以考慮。對于型腔主要受到的力是塑料熔體的壓力，在塑料熔體的壓力作用下，型腔將產(chǎn)生內(nèi)應力及變形。如果型腔側壁和底壁厚度不夠。當型腔中產(chǎn)生的內(nèi)應力超過材料的許用應力時，型腔發(fā)生強度破壞，與此同時，剛度不足則發(fā)生彈性變形，從而產(chǎn)生溢料現(xiàn)象，將影響塑件成型質量，所以模具對強度和剛度都有要求。 但是，實踐證明，模具對強度和剛度的要求并非同時兼顧，對大型腔，按剛度條件，對小型腔則按強度條件計算即可。（在本設計中按強度條件來計算） 1） 對長方形型腔壁厚和底板厚度的計算 a、型腔底板厚度： 式中——型腔內(nèi)塑料熔體的壓

32、力（MPa），一般取25~45MPa L——型腔側壁邊長（mm） b——型腔寬度（mm） B——凹模寬度（mm） [σ]——材料的許用應力，一般取100Mpa ——型腔側壁長邊尺寸（mm） =58.65mm 由于根據(jù)標準模架查得定模板的厚度為60mm，綜合各方面考慮，現(xiàn)確定定模板厚為60mm，可以滿足型腔的強度要求。 b、確定型腔的壁厚 型腔寬度 鑲拼式腔壁厚 40 9 ＞40～50 9～10 ＞50～60 10～11 ＞60～70 11～12 ＞70～80 12～13 ＞80～90 13～14

33、＞90～100 14～15 ＞100～120 15～17 ＞120～140 17～19 ＞140～160 19～21 5 分型面的設計 分型面的位置要有利于模具加工，排氣、脫模及成型操作，塑料制件的表面質量等。外表質量：分型面最好不選在制品光亮平滑的外表面或帶圓弧的轉角處，方便脫模，制件留在動模邊：從制件的推出裝置設置方便考慮。包緊力大的，芯應設在動模邊而將凹模放在定模邊包緊力小且不能確切判斷留向的將型芯和凹模的主要部分都設在動模邊對型芯無包緊力，對凹模粘附力較大的，將粘附力較大的設在動模邊同心度要求：要求同心的部分放在模具分型面的同一側。排氣：當分型面作為主要排

34、氣面時 料流的末端應在分型面上以利排氣。該模具設計的分型面設計如圖所示： 6 注塑機有關參數(shù)的校核 每副模具都只能安裝在與其相適應的注塑機上進行生產(chǎn)，因此模具設計與所用的注塑機關系十分密切。在設計模具時，應校核注塑機的一些技術參數(shù) 5.2.1注射量的校核 根據(jù)《模具設計與制造簡明手冊》可知：塑件的體積應小于注射機的注射容量，其公式按下式校核： 0.8=0.8125=100 式中：——塑件與澆注系統(tǒng)的體積總和 ——注射機的注射量（） 0.8——最大注射量的利用系數(shù) 經(jīng)估計算得：14+72 所以=100<86 故合格 5.

35、2.2鎖模力的校核 由 查《模具設計指導》表6-5PE塑料成型時的注射壓力=60~80Mp pF 式中 p——塑料成型時型腔壓力，PE塑料的型腔壓力p=80Mpa F——澆注系統(tǒng)和塑件在分型面上的投影面積和（） 各型腔及澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積 F=（88*62）=5456 pF=805456=436KN 因為=900KN> pF=436KN 故合格 5.2.3注射機安裝模具部分的尺寸校核 噴嘴尺寸：噴嘴尺寸與澆口套相適應，澆口套是根據(jù)噴嘴尺寸來設計的； 定位環(huán)尺寸：定位環(huán)高度10mm，直徑100mm

36、（與定位孔相配合）； 模具厚度：Hmin=200mm

37、導套，主要作用是在動模與定模合模時保證型芯和型腔的精確定位。導向零件應合理地均勻分別在模具的周圍或靠近邊緣的部位，其中心至模具邊緣應有足夠的距離，以保證模具的強度，防止壓入導柱和導套后發(fā)生變形。根據(jù)模具的形狀和大小，一副模具一般采用2到4根導柱。在此設計中采用了4根導柱。 加工個導柱、導套孔時，應將定模板、推件板、動模板合在一起，一次性加工出來，以保證孔的同心度，然后再在定模板、動模板上加工沉頭孔。導柱導套的具體結構見裝配圖 8澆注系統(tǒng)的設計 澆注系統(tǒng)它是獲得優(yōu)良性能和理想外觀的塑件以及最佳的成型效率有直接影響。 此塑件采用普通流道系統(tǒng)，它是主由流道、分流道、澆口、冷料穴組成的。澆注系統(tǒng)

38、是一副模具的重要的內(nèi)容之一。從總體來說，它的作用可以作如下歸納：它是將來自注塑機噴嘴的塑料熔體均勻而平穩(wěn)地輸教送到型腔，同時使型腔的氣體能及時順利排出，在塑件熔體填充凝固的過程中，將注塑壓力有效地傳遞到型的各個部位，以獲得形完整、內(nèi)外在質量優(yōu)良的塑件制件。 澆注系統(tǒng)的設計的一般原則：了解塑件的成型性能和塑件熔料的流動特性。采用盡量短的流程，以降低熱量與壓力損失。澆注系統(tǒng)的設計應該有利于良好的排氣，澆注系統(tǒng)應能順利填充型腔。便于修整澆口以保證塑件外觀質量。確保均勻進料。該次模具設計采取直澆口入澆模式故只需設計主流道即可 主流道設計 主流道是澆注系統(tǒng)中從注塑機噴嘴與模具的部位開始，到分流

39、道為止的塑件熔體的流通通道。在注塑機上，主流道垂直分型面。為了使凝料從其中順利推出，需設計成圓錐形，錐角為20~60，表面粗糙度Ra<0.8μm,主流道部分在成型過程中，其小端入口處與注塑機及一定溫度、壓力的塑料熔體要冷熱交替反復接觸，屬易損件，對材料的要求較高，因而模具的主流道部分常設計成可拆。一般采用碳素工具鋼即T8A、T10A等。把它熱處理到53~57HRC。取主流道的球面半徑為15.5mm.澆口套大體結構示意圖如圖所示： 9 排氣系統(tǒng)和溫度調節(jié)系統(tǒng)的設計 9.1 排氣系統(tǒng) ABS料在熔化時，會產(chǎn)生氣體，所以當塑料在充滿型腔時及澆注系統(tǒng)內(nèi)的空氣，如果在型腔中不及時排除干凈，

40、可以會在塑件上形成氣泡、接縫、表面輪廓不清及充填缺料等缺陷。另一方面氣體的受壓產(chǎn)生反向壓力而降低充模速度，還可能造成塑件碳化或燒焦。注射成型時的排氣可采用如下四種方式排氣： 1 利用配合間隙排氣； 2 在分型面上開設排氣槽排氣； 3 利用排氣守排氣； 4 強制性排氣； 該模具是采用利用配合間隙排氣。其間隙值約為0.03~0.05mm.它常用于中小型的簡單模具。 9.2 溫度調節(jié)系統(tǒng)的設計 設計冷卻系統(tǒng)需要考慮模具的結構、塑件的尺寸和壁厚、鑲塊的位置、熔接痕的產(chǎn)生位置等。 （1）塑件厚度均勻，冷卻通道至型腔表面的距離相等，亦即冷卻通道的排列與型腔的形狀相吻合，塑件

41、壁厚處冷卻通道應靠近型腔，間距要小以加強冷卻。一般冷卻通道與型腔表面的距離大于10mm，為冷卻通道直徑的1～2倍。 （2）在模具結構允許的前提下，冷卻通道的孔徑盡量大，冷卻回路的數(shù)量盡量多，以保證冷卻均勻。 （3）為防止漏水，鑲塊與鑲塊的拼接處不應設置冷卻通道，并注意水道穿過型芯、型腔與模板接縫處時的密封以及水管與水嘴連接處的密封，同時水管接頭部位設置在不影響操作的方向，通常在注射機的北面。 （4）澆口處應加強冷卻。由于澆口附近溫度最高，通常可使冷卻水先流經(jīng)澆口附近，再流向澆口遠端。 （5）降低入水與出水的溫度差，避免模具表面冷卻不均勻。 （6）冷卻通道要避免接近塑件熔接痕的生產(chǎn)位置

42、，以免降低塑件的強度。 （7）冷卻通道內(nèi)不應有存水和產(chǎn)生回流的部位，應避免過大的壓力降。冷卻通道直徑的選擇要易于加工清理，一般為6～12mm?？紤]到模具的結構，本次設計將冷卻水道開設在定模上，取6mm 經(jīng)過以上分析我們可以設計運水道如圖所示（虛線示意位置為水道位置）： 10 繪制裝配圖 運用Auto CAD軟件，按照上述幾章設計的尺寸，繪制模具裝配總圖及各零件圖?？傃b配圖按照0#圖紙繪制，零件圖則按照3#等圖紙繪制。圖樣幅面應符合國家(GB4457.1-84)標準。 先繪制裝配草圖，經(jīng)指導老師認可，才進行正式圖的繪制。繪圖過程中嚴格按照國標制圖標準繪制。 裝配圖應用足夠說明

43、模具構造的投影圖及必要的剖面圖、剖視圖，一般主視圖和俯視圖對應繪制。還要注明必要尺寸，如模具高度、輪廓尺寸、開模行程以及裝配保證的有關尺寸和精度。畫出工件圖，填寫詳細的零件明細表和技術要求。裝配結構圖（主視圖）如圖： 模具零件材料的選取 大部分零件材料選用的45#。模具零件材料選取如表 模具零件材料 總結 通過這次做畢業(yè)設計發(fā)現(xiàn)自己的看法有點太片面、太偏激了。畢業(yè)設計不僅是對前面所學知識的一種檢驗，而且也是對自己能力的一種提高。下面我對整個畢業(yè)設計的過程做一下簡單的總結。 第一，接到任務以后

44、進行選題。選題是畢業(yè)設計的開端，選擇恰當?shù)摹⒏信d趣的題目，這對于整個畢業(yè)設計是否能夠順利進行關系極大。好比走路，這開始的第一步是具有決定意義的，第一步邁向何方，需要慎重考慮。否則，就可能走許多彎路、費許多周折，甚至南轅北轍，難以到達目的地。。因此，選題時一定要考慮好了。 第二，題目確定后就是找資料了。查資料是做畢業(yè)設計的前期準備工作，好的開端就相當于成功了一半，到圖書館、書店、資料室去雖說是比較原始的方式，但也有可取之處的。總之，不管通過哪種方式查的資料都是有利用價值的，要一一記錄下來以備后用。 第三，通過上面的過程，已經(jīng)積累了不少資料，對所選的題目也大概有了一些了解，這一步就是在這樣

45、一個基礎上，綜合已有的資料來更透徹的分析題目。 第四，有了研究方向，就應該動手實現(xiàn)了。其實以前的三步都是為這一步作的鋪墊。一步步地做下去之后，你會發(fā)現(xiàn)要做出來并不難。 此外，還得出一個結論：知識必須通過應用才能實現(xiàn)其價值！有些東西以為學會了，但真正到用的時候才發(fā)現(xiàn)是兩回事，所以我認為只有到真正會用的時候才是真的學會了。 在此要感謝我的指導老師對我悉心的指導，感謝老師給我的幫助。在設計過程中，我通過查閱大量有關資料，與同學交流經(jīng)驗和自學，并向老師請教等方式，使自己學到了不少知識，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個設計中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨立工作的能力，樹立了對自己工作能

46、力的信心，相信會對今后的學習工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動手的能力，使我充分體會到了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功時的喜悅。雖然這個設計做的也不太好，但是在設計過程中所學到的東西是這次畢業(yè)設計的最大收獲和財富 參考文獻 1、馮炳堯、韓泰榮、蔣文森 編，模具設計與制造簡明手冊，上?？茖W技術出版社，1998年第二版； 2、黨根茂、駱志斌、李集仁 編著 模具設計與制造 西安電子科技大學出版社 2001年 3、馮曉曾、李士瑋、武維揚、何世禹 編著 模具用鋼和熱處理 ?機械工業(yè)出版社，1982年。 4、中國紡織大學工程圖學教研室 編，畫法幾何及工程制圖，上?？?/p>

47、學技術出版社，1980年第二版； 5、金滌塵、宋放之主編，現(xiàn)代模具制造技術，機械工業(yè)出版社，2001。 6、吳宗澤主編，機械設計，高等教育出版社，2001。 7、王勻主編，Pro/e Wildfire模具設計，機械工業(yè)出版社，2005。 8、屈華昌主編，塑料成型工藝與模具設計，機械工業(yè)出版社，2005。 9、史鐵梁主編，模具設計指導，機械工業(yè)出版社，2005。 10、楊占堯 自柳主編， 《塑料模具典型結構設計實例》．化工公業(yè)出版社，2008 11、鄒維強編著，《塑料模具典型圖冊》．模具制造雜志社，2006 12、戴永清編著，《Pro∕ENGINEER數(shù)控加工實例教程》[M]．清華大學出版社。 26