722 電筒尾蓋注塑模設(shè)計【全套14張CAD圖+文獻翻譯+說明書】

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With the 3-D graphics technology and computer technology to the development of CAD technology will also die in their development occupies an increasingly important position. Chinas mold industry will face new development opportunities and challenges. Although in many respects, Chinas mold a great development, but there are still many outstanding issues. At present most of die design and manufacturing design experience to rely on the design, die by the quality of all the accumulated experience of personal control, which makes die design of long cycle and low efficiency and it is difficult to guarantee their quality. In addition to mold industry needs high arts of practitioners, but also the need for more high technology to ensure that. This paper introduced a solid base of the plastic injection mold design process. From the cavity of determining the number and layout, the injection of choice, pouring system design, templates and standards of selection, and Stripping out the core design, shaping the design of components, such as January 1 carried out a detailed introduction. Key words： Injection Mould; lateral core pulling; after Cover目 錄1 前 言12 塑件成型工藝分析22.1 塑件材料選擇22.2 材料性能22.3 塑件成型工藝性分析33 模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計63.1型腔數(shù)目和布局63.2分型面的確定74注射機的選用與參數(shù)校核94.1注射量得計算94.2澆注系統(tǒng)凝料的初步估算94.3選取注塑機105澆注系統(tǒng)的設(shè)計125.1澆注系統(tǒng)的組成125.2澆注系統(tǒng)各部件設(shè)計125.3分流道設(shè)計145.4澆口的設(shè)計165.5、校核主流道的剪切速率185.6、冷料穴的設(shè)計及計算196 排氣系統(tǒng)的設(shè)計207 模具零件結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計217.1凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計217.2凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計227.3成型零件工作尺寸計算227.4成型零件鋼材的選用247.5成型零件的尺寸及動模墊板厚度的計算248 脫模推出機構(gòu)的設(shè)計268.1脫模推出機構(gòu)的設(shè)計原則268.2塑件推出的基本方式選擇268.3脫模力的計算268.4校核推出機構(gòu)作用在塑件上的單位壓應(yīng)力279模架的確定2810冷卻系統(tǒng)設(shè)計2910.1冷卻介質(zhì)2910.2冷卻系統(tǒng)的簡單計算2911導(dǎo)向與定位機構(gòu)的設(shè)計3212 模具工作過程32參考文獻34致 謝351 前 言畢業(yè)設(shè)計是在修完所有大學(xué)課程之后的最后一個環(huán)節(jié)。本次設(shè)計的課題是電筒尾蓋注射模設(shè)計，它是對以前所學(xué)課程的一個總結(jié)。在現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的進程中，模具的地位及其重要性日益被人們所認識。模具工業(yè)作為進入富裕社會的原動力之一，正推動著整個工業(yè)技術(shù)向前邁進！模具就是“高效益”，模具就是“現(xiàn)代化”之深刻含意，也正在為人們所理解和掌握。當塑料品種入其成型加工設(shè)備被確定之后，塑料制品質(zhì)量的優(yōu)劣及生產(chǎn)效率的高低，模具因素約占80%。由此可知，推動模具技術(shù)的進步應(yīng)刻不容緩！塑料模具設(shè)計技術(shù)與制造水平，標志一個國家工業(yè)化發(fā)展的程度。由此可知，塑料模具設(shè)計，對于產(chǎn)品質(zhì)量與產(chǎn)量的重要性是不言而喻的。對于一個模具專業(yè)的畢業(yè)生來說，對塑料模的設(shè)計是對自己所學(xué)知識的一次超越。此次畢業(yè)設(shè)計，培養(yǎng)了我綜合運用多學(xué)科理論、知識和技能，以解決較復(fù)雜的工程實際問題的能力，主要包括設(shè)計、實驗研究方案的分析論證，原理綜述，方案方法的擬定及依據(jù)材料的確定等。它培養(yǎng)了我樹立正確的設(shè)計思想，勇于實踐、勇于探索和開拓創(chuàng)新的精神，掌握現(xiàn)代設(shè)計方法，適應(yīng)社會對人才培養(yǎng)的需要。畢業(yè)設(shè)計這一教學(xué)環(huán)節(jié)使我獨立承擔實際任務(wù)的全面訓(xùn)練，通過獨立完成畢業(yè)設(shè)計任務(wù)的全過程，培養(yǎng)了我的實踐工作能力。另外，本次畢業(yè)設(shè)計還必須具備一定的計算機應(yīng)用的能力，在畢業(yè)設(shè)計過程中都應(yīng)結(jié)合畢業(yè)設(shè)計課題利用計算機編制相應(yīng)的工程計算、分析和優(yōu)化的程序，如利用Pro/E軟件進行塑件的3D造型、塑件的分模等，同時還具備必要的計算機繪圖能力，如利用AutoCAD軟件進行二維圖的繪制。本次畢業(yè)設(shè)計的基本目的是：1.綜合運用塑料成型材料的基本知識,以及塑料成型的基本原理和工藝特點,分析成型工藝對模具的要求;2.掌握成型設(shè)備對模具的要求;3.掌握成型模具的設(shè)計方法,通過畢業(yè)設(shè)計,使學(xué)生具備設(shè)計中等復(fù)雜程度的模具的能力;4.培養(yǎng)學(xué)生正確的設(shè)計思想和分析問題、解決問題的能力，學(xué)會運用標準、規(guī)范、手冊、圖表和查閱有關(guān)技術(shù)資料，培養(yǎng)學(xué)生從事模具設(shè)計的基本技能。2 塑件成型工藝分析2.1 塑件材料選擇此塑件用作電筒尾蓋，故首先必須具有良好的介電性能，以防止導(dǎo)電。因此，通過幾種電氣性能較好的常用塑料，進行各方面的性能比較，即通過力學(xué)性能、熱性能、電氣性能、成型性能、化學(xué)性能和經(jīng)濟性能等多方面比較，選出最適合成型此電筒尾蓋的塑料。材料最終選定為ABS，其綜合性能優(yōu)異，具有較高的力學(xué)性能，流動性好，易于成型；成型收縮率小，理論計算收縮率為0.5%；溢料值為0.04mm左右；比熱容較低，在模具中凝固較快，模塑周期短。質(zhì)檢尺寸穩(wěn)定，表面光亮。2.2 材料性能基本特性：ABS是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯共聚而成的。這三種組分的各自特性，使ABS具有良好的綜合力學(xué)性能。丙烯腈使ABS有良好的耐化學(xué)腐蝕性及表面硬度，丁二烯使ABS堅韌，苯乙烯使它有良好的加工性和染色性能。ABS無毒、無味，呈微黃色，成形的塑料件有較好的光澤。密度為1.021.05g/cm。ABS有極好的抗沖壓強度，且在低溫下也不迅速下降。有良好的機械強度和一定的耐磨性、耐油性、耐水性、化學(xué)穩(wěn)定性和電氣性能。ABS有一定的硬度和尺寸穩(wěn)定性，易于成型加工。經(jīng)過調(diào)色可配成任何顏色。其缺點是耐熱性不高，連續(xù)工作溫度為70C左右，熱變形溫度為93C左右。耐氣候性差，在紫外線作用下變硬變脆。主要用途：ABS廣泛用于水表殼、紡織器材、電器零件、文教體育用品、玩具、電子琴及收錄機殼體、食品包裝容器、農(nóng)藥噴霧器及家具等。成型特點：ABS在升溫時粘度增高，所以成型壓力比較高，塑料上的脫模斜度宜稍大，ABS易吸水，成型加工前應(yīng)進行干燥處理；易產(chǎn)生熔接痕，模具設(shè)計時應(yīng)注意盡量減少澆口對流道的阻力；在正常的成型條件下，壁厚、熔料溫度及收縮率影響極小。要求塑件精度高時，模具溫度可控制在5060C，要求塑件光澤和耐用時，應(yīng)控制在6080C。（具體參數(shù)見下頁）2.3 塑件成型工藝性分析 2.3.1 塑件分析（1）外形尺寸：塑件外形尺寸不大，塑料熔體流程不太長，適合注射成型。圖1 塑件三維模型圖2 塑件二維圖（2）精度等級：每個尺寸公差不一樣，有的屬于高精度，有的屬于一般精度，按實際公差進行計算。（3）脫模斜度：ABS屬于無定型塑料，成型收縮率較小，因此選擇該塑件上型芯和凹模的統(tǒng)一脫模斜度為1。2.3.2 ABS性能分析（1）使用性能綜合性能好，沖擊強度，力學(xué)強度高，耐化學(xué)性，電氣性能良好。易于成型和機械加工，表面可以鍍鉻。適合制作一般機械零件。（2）成型性能無定型塑料，吸濕性強，要求表面光澤的塑件要長時間預(yù)熱干燥，流動性中等，溢邊料0.04mm左右（3）ABS主要性能表1 ABS性能密度1.021.08屈服強度50比體積0.860.98拉伸強度38吸水率0.20.4拉伸彈性模量1.4x103熔點130160抗彎強度80計算收縮率0.40.7抗壓強度53比熱容1470彎曲彈性模量1.4 x1032.3.3 ABS的注射成型過程及工藝參數(shù)（1）注射成型過程1）成型前的準備對ABS的色澤，粒度，均勻度等進行檢查，由于ABS吸水性較大，成型前應(yīng)進行充分干燥2）注射過程塑件在注射機料筒內(nèi)經(jīng)過加熱、塑化達到流動狀態(tài)后，由模具的澆注系統(tǒng)進入行腔成型，其過程分為充模、壓實、保壓、倒流和冷卻五個階段。3）塑件的后處理處理的介質(zhì)為空氣和水，處理溫度為6075，處理時間為1620S （2）注射工藝參數(shù)表2 注射工藝參數(shù)注射類型柱塞式噴嘴形式直通式溫度（）190200料筒溫度前段 （）200210中段 （）210230后段 （）180200模具溫度（）5080注射壓力（MPa）70120保壓力（MPa）5070注射時間（S）35保壓時間（S）1530冷卻時間（S）1530成型周期（S）40703 模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計3.1型腔數(shù)目和布局3.1.1 型腔數(shù)目的確定要點：既要保證最佳的生產(chǎn)經(jīng)濟性，技術(shù)上又要充分保證產(chǎn)品的質(zhì)量，也就是應(yīng)保證塑料件最佳的技術(shù)經(jīng)濟性。塑料制作的批量方面：該塑件（電筒尾蓋）是大批量生產(chǎn)的產(chǎn)品，使用多型腔模具可提供獨特的優(yōu)越條件。質(zhì)量控制要求方面：該塑件不屬于高精度生產(chǎn)要求的產(chǎn)品，精度要求不高采用多型腔有較高的生產(chǎn)效率。經(jīng)過以上分析，同時，考慮到塑件尺寸、模具結(jié)構(gòu)尺寸的關(guān)系，以及制造費用和各種成本費用等因素，初步擬定采用一模兩腔。3.1.2 型腔的布局要點：型腔的排布與澆注系統(tǒng)布置密切相關(guān)，型腔排布應(yīng)使每個型腔都通過澆注系統(tǒng)從總壓力中均等地分得所需的足夠壓力，以保證塑料熔體同時均勻地充滿每個型腔，使各型腔的塑件內(nèi)在質(zhì)量均一穩(wěn)定。這就要求型腔與主流道之間的距離盡可能最短，盡可能地采用平衡的流道和合理的澆口尺寸以及均勻的冷卻等。經(jīng)分析確定的型腔布局為平衡式型腔布局，如圖所示：圖3 型腔的布局3.2分型面的確定分型面是決定模具結(jié)構(gòu)形式的重要應(yīng)素，它與模具的整體結(jié)構(gòu)和模具的制造工藝有密切的關(guān)系，并且直接影響到塑料熔體的流動充填特性及塑件的脫模，因此，分型面的選擇是注塑模具設(shè)計中的一個關(guān)鍵。選擇分型面時一般應(yīng)遵循以下幾項基本原則：（1）分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處；（2）確定有利的留模方式，便于塑件順利脫模，通常分型面的選擇應(yīng)盡可能使塑件在開模后在動模一側(cè)；（3）保證塑件的精度要求；（4）滿足塑件的外觀質(zhì)量要求；（5）便于模具加工制造；（6）對成型面積的影響；（7）對排氣效果； （8）對側(cè)向抽芯的影響。 根據(jù)分型面選擇的原則，通過綜合分析比較，確定以下的兩個方案：單分型面和雙分型面。方案一：雙分型面結(jié)構(gòu)：選用雙分型面形式的優(yōu)點：模具進料均勻、平穩(wěn)。選用雙分型面形式的缺點：增加模具的結(jié)構(gòu)復(fù)雜性，增加模具的厚度，而且在制品的外表面易留下點澆口的痕跡，不符合模具的加工經(jīng)濟性。方案二：單分型面結(jié)構(gòu)：選用單分型面的優(yōu)點：使模具的結(jié)構(gòu)簡單化，減小模具的厚度，也節(jié)省了模具材料，且在脫模后塑料制件的外表面無澆口的痕跡。進料的距離也大大的縮短了。從以上的兩個方案進行比較，該模具采用方案二（單分型面）。其位置如圖所示：圖4 分型面的位置 4注射機的選用與參數(shù)校核4.1注射量得計算通過Pro/E建模分析得塑件質(zhì)量屬性如圖所示。圖5塑件質(zhì)量屬性塑件的體積為：V塑=1.431cm3 （1） 塑件的質(zhì)量為：W塑 =V塑r塑=1.503g （2）通過查閱資料，ABS的密度是1.05 g/ cm3，公式中，取 1.05g/ cm3。4.2澆注系統(tǒng)凝料的初步估算由于澆注系統(tǒng)的凝料在設(shè)計之前不能確定準確的數(shù)值，但可以根據(jù)經(jīng)驗按照塑件體積的0.2倍1倍來估算，由于此次設(shè)計采用的流道簡單并且較短，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V總=1.2n V塑 =1.2*2*1.431=3.44 cm34.3選取注塑機根據(jù)以上計算得出在一次注射過程中注入模具型腔塑料熔體的總體積V總=3.908cm3 參考文獻【1】公式（4-18）V公= V總/0.8=3.44/0.8=4.3 cm3。根據(jù)以上計算，初步選擇公稱注射量為30 cm3，注射型號為XS-Z-30臥式注塑機，其主要技術(shù)參數(shù)如下：表3 XS-Z-30臥式注射機主要參數(shù)表型號XS-Z-30理論注射容量/cm330螺桿直徑/mm28注射壓力/Mpa119注射行程/mm130注射時間/s0.7合模力/N2.5X105最大成型面積/cm290移模行程/mm160最大模具厚度/mm180最小模具厚度/mm60模板尺寸/mm250X280電機功率/KW3.5噴嘴球半徑/mm12噴嘴口直徑/mm4定位孔直徑/mm63.54.3.1注射壓力的校核：該項工作是校核所選壓力機的公稱壓力P公能否滿足塑件成型時所需要的注射壓力，塑件成型時所要的壓力一般收塑件流動類型等因素決定，其中值一般在70150MPa，具體可參考表51。通常要求：P公查表51可知，ABS所需注射壓力為80MPa110MPa，這里取 MPa，該注塑機公稱注射壓力P公=119MPa，注射安全系數(shù)，這里取，則：，所以注射機注射壓力合格。表4 部分塑料所需要的注射壓力塑 料注 射 條 件厚壁件（易流動）中等壁厚件難流動的薄壁件聚乙烯70100100120120150聚氯乙烯100120120150150聚苯乙烯80100100120120150ABS80100100130130150聚甲醛851001001201201504.3.2鎖模力的校核：塑件在分型面上的投影面積 ( 3)流道凝料在分型面上的投影面積，在模具設(shè)計前十個未知值，根據(jù)多型腔模的統(tǒng)計分析，是每個塑件在分型面上的投影面積的0.2倍0.5倍，因此可用0.2，來進行估算，所以 （4）模具所需鎖模力 （5）公式中是型腔的平均計算壓力值，是模具型腔內(nèi)的壓力，通常取注射壓力的20%40%，大致范圍在25 MPa 40MPa，通過查表可知，對ABS而言，取35MPa（見塑料模具設(shè)計指導(dǎo)表2-1）。由4.3可知該注射機的公稱鎖模力,鎖模力安全系數(shù)為，這里取，則取，所以注塑機鎖模力符合要求。5澆注系統(tǒng)的設(shè)計5.1澆注系統(tǒng)的組成普通澆注系統(tǒng)一般由主流道、分流道、澆口和冷料穴四部分組成。5.2澆注系統(tǒng)各部件設(shè)計5.2.1主流道設(shè)計由于主流道要與高溫塑料熔體及注射機噴嘴反復(fù)接觸，所以在注射模中主流道部分常設(shè)計成可拆卸更換的主流道襯套。在臥式或立式注射機上使用的注射模中，主流道垂直于模具分型面。(流道盡量直，盡量短，減少彎曲，光潔度在Ra=1.60.8um之間). 考慮模具穴數(shù)，按模具型腔布局設(shè)計，盡量與模具中心線對稱主流道設(shè)計時，避免塑料直接沖擊小型芯或小鑲件，以免產(chǎn)生彎曲或折斷主流道先預(yù)留加工或修正余量，以便保證產(chǎn)品精度主流道是連接機臺噴嘴至分流道入口處之間的一段通道，是塑料進入模具型腔時最先經(jīng)過的地方其尺寸，大小與塑料流速和充模時間長短有密切關(guān)系太大造成回收冷料過多，冷卻時間增長，包藏空氣增多易造成氣泡和組織松散，極易產(chǎn)生過流和冷卻不足；如流徑太小，熱量損失增大，流動性降低，注射壓力增大，造成成型困難一般情況下，主流道會制造成單獨的澆口套，鑲在母模板上但一些小型模具會直接在母模板上開設(shè)主流道，而不使用澆口套主流道設(shè)計要點：（1）為了使塑料凝料能從主流道中順利拔出，需將主流道(澆口套內(nèi)孔)設(shè)計成圓錐形, 具有26的錐角，錐度須適當，太大造成壓力減少，產(chǎn)生瀚流，易混進空氣產(chǎn)生氣孔，錐度過小會使流速增大，造成注射困難.內(nèi)壁光潔度在Ra=1.60.8m,小端直徑常為48mm，注意小端直徑應(yīng)大于噴嘴直徑約1mm，否則主流道中的凝料無法拔出；(2）澆口套口徑應(yīng)比機臺噴嘴孔徑大12mm，以免積存殘料，造成壓力下降，澆道易斷；(3)一般在澆口套大端設(shè)置倒圓角(R=13mm)，以利于料流；（4）主流道與機臺噴嘴接觸處，設(shè)計成半球形凹坑，深度常取35mm特別注意澆口套半徑比注嘴半徑大12mm，一般取R=1922mm之間，以防溢膠；（5）主流道盡量短，以減少冷料回收料，減少壓力和熱量損失；（6）主流道盡量避免拼塊結(jié)構(gòu)，以防塑膠進入接縫，造成脫模困難；（7）為避免主流道與高溫塑膠和射嘴反復(fù)接觸和碰撞造成損壞，一般澆口套選用優(yōu)質(zhì)鋼材加工，并熱處理；（8）其形式有多種，可視不同模具結(jié)構(gòu)來選擇，一般會將其固定在模板上，以防生產(chǎn)中澆口套轉(zhuǎn)動或被帶出；（9）在直角式注射機上使用的模具中，因主流道開設(shè)在分型面上，故不需要沿道軸線方向拔出主流道內(nèi)的凝料，主流道可以設(shè)計成等粗的圓柱形。注流道是連接注射機噴嘴在此一軸線上，斷面為圓形，帶有一定的錐度，其圓錐角=2060,對流動性差的塑料可取3060,內(nèi)壁粗糙度為R 0.63m。主流道大端呈圓角，半徑r=13mm，以減小料流轉(zhuǎn)向過渡時的阻力。在模具結(jié)構(gòu)允許的情況下，主流道應(yīng)盡可能短，一般小于60mm，過長則會影響熔體的順利充型。對小型模具可將主流道襯套與定位圈設(shè)計成整體式，但在大多數(shù)情況下是將主流道襯套和定位圈設(shè)計成兩個零件，然后配合固定在模板上，主流道襯套與定模座板采用H7/m6過渡配合，與定位圈的配合采用H9/f9間隙配合。5.2.2 確定主流道尺寸（1）主流道長度一般由模具結(jié)構(gòu)確定，對于小型模具L應(yīng)盡量小于60mm，本次設(shè)計中初取55mm進行計算。（2）主流道小端直徑根據(jù)所選注射機,主流道小端尺寸d=注射機噴嘴尺寸+(0.51)=4 + 0.5=4.5mm （6） （3）主流道大端直徑取6.5mm，這里圓錐角a=3。 （7）（4）主流道球面半徑為SR=注射機噴嘴球頭半徑+(12)=12+2=14mm （8）（5）球面的配合高度 球面配合高度h=35mm此處取h=3mm5.2.3主流道的凝料體積 （9）5.2.4主流道澆口套形式主流道為標準件可選購。主流道小端入口處與注塑反復(fù)接觸，易磨損。對材料的要求較嚴格，因而盡管小型注塑模圖6 主流道澆口套5.3分流道設(shè)計分流道是主流道與澆口之間的通道。多型腔模具一定設(shè)置分流道。大型塑件由于使用多澆口進料也需設(shè)置分流道。5.3.1分流道的布置形式我根據(jù)塑件的布局方式，在分流道的布置中采用平衡式布置。因為平衡式布置要求從主流道至各個型腔的分流道，其長度、形狀、斷面尺寸等都必須對應(yīng)相等，達到各個型腔的熱平衡和塑料流動平衡。因此各個型腔的澆口尺寸可以相同，達到各個型腔同時均衡地進料。如（圖5 5）所示為平衡式布置，這樣的布置能達到最佳的熱平衡。圖7 分流道的平衡布置5.3.2分流道的長度根據(jù)2個型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計，分流道長度適中，如上圖所示為35。5.3.3分流道的當量直徑流過一級分流道塑料的質(zhì)量 （10）凡塑件的壁厚小于3mm，質(zhì)量小于200g，所以該分流道的直徑D為 （11）由參考文獻1表4-7知，ABS的推薦分流道直徑為4.89mm，當分流道很短的時候可以小2.5mm，此處取D=4mm為分流道的直徑。5.3.4分流道的截面形狀本設(shè)計采用梯形界面，其加工性好，且塑料熔體熱量散失、流動阻力均不大。5.3.5分流道截面尺寸設(shè)梯形上底寬度B=5mm，底面圓角R=0.5mm，梯形高度取H=4mm，設(shè)下底寬為b，梯形面積應(yīng)滿足如下關(guān)系式 （12） 代值計算得到b=1.28mm考慮梯形底部對圓弧面積的減小及脫模斜度等因素，取b=3.5mm。通過計算梯形斜度，基本符合要求，如圖3-6所示。圖8 分流道截面形狀5.3.6凝料體積分流道長度為分流道截面積 凝料體積 （13）考慮到圓弧的影響取5.3.7校核剪切速率確定注塑時間：查參考資料2表2-3取t=1.6s計算單邊分流道體積流量： （14）由參考資料2可得剪切速率： （15）該分流道的剪切速率處于澆口主流道與分流道的最佳剪切速率在51025103s-1之間，所以分流道熔體的剪切速率合格。5.3.8分流道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Ra1.25um2.5um即可，此處取Ra1.6um，另外脫模斜度一般在510之間，通過上面計算脫模斜度為10.6脫模斜度足夠。5.4澆口的設(shè)計澆口是連接分流道與型腔之間的一段細短流道（除直接澆口以外），它是澆注系的關(guān)鍵部分。澆口的形狀、數(shù)量、尺寸和位置對塑件質(zhì)量影響很大。澆口的主要作用是：（1）型腔充滿后，熔體在澆口處首先凝結(jié)，防止其倒流；（2）易于切除澆口凝料；（3）對于多型腔模具，用以平衡進料；對于多澆口單型腔模具，用以控制熔接縫的位置。澆口截面積通常為分流道截面積的0.030.09。澆口截面形狀有矩形和圓形兩種。澆口長度約為0.52 mm。澆口具體尺寸一般根據(jù)經(jīng)驗確定，取其下限值，然后在試模時逐步修正。該塑件要求不允許有裂紋和變形缺陷，表面質(zhì)量要求較高，采用一模二腔注塑，為便于調(diào)整沖模時的剪切速率和封閉時間，因此采用測澆口。其截面形簡單，易于加工，便于試模后的修正，且開設(shè)在分型面上。從型腔邊緣進料。5.4.1澆口的位置的選擇：澆口開設(shè)的位置對制品的質(zhì)量影響很大，在確定澆口位置時，應(yīng)注意以下幾點：澆口應(yīng)開在能使型腔各個角落同時充滿的位置。澆口應(yīng)設(shè)在制品壁厚較厚的部位，以利于補縮。澆口的位置選擇應(yīng)有利于型腔中氣體的排除。澆口的位置應(yīng)選擇在能避免制品產(chǎn)生熔合紋的部位。如對圓筒類制品，采用中心澆口比側(cè)澆口好。 對于帶細長型芯的模具，宜采用中心頂部進料方式以避免型芯受沖擊變形。澆口應(yīng)設(shè)在不影響制品外觀的部位。不要在制品中承受彎曲載荷或沖擊載荷的部位設(shè)置澆口。由以上幾點，可以將澆口的位置開設(shè)在了分型面上，從型腔的邊緣進料。5.4.2側(cè)澆口尺寸的確定（1）側(cè)澆口尺寸的確定計算測澆口的深度。根據(jù)表參考文獻2表2-6，可得澆口的深度h計算公式為： （16）式中，t是塑件的壁厚，這里t=3mm；n是塑料的成型系數(shù)對于ABS材料，其成型系數(shù)是0.7.為了便于今后試模時發(fā)現(xiàn)問題進行修模處理，并根據(jù)參考文獻1表4-9中推薦的ABS側(cè)澆口的厚度為1.21.4故此處h取1.3mm。計算測澆口的寬度。根據(jù)參考文獻2表2-6，可取測澆口的寬度B計算公式為 （17）式中，n為塑料成型系數(shù)，對于ABS可取0.7；A為凹模的內(nèi)表面積。計算測澆口的長度。根據(jù)參考文獻2表2-6，可取側(cè)澆口的長度（2）側(cè)澆口剪切速率的校核確定注射時間：查參考文獻2表2-3，可取t=0.7s計算澆口體積流量： （18）計算澆口的剪切速率：對于矩形澆口可得： （19）剪切速率合格，式中為矩形澆口的當量半徑，即。該矩形澆口的剪切速率比較大，首先把澆口面積適當做小點，通過試模 據(jù)塑件成型情況來調(diào)整。5.5、校核主流道的剪切速率上面分別求出了塑件的體積、主流道的體積、分流道的體積、（澆口體積大小可以忽略不計）以及主流道的當量半徑，這樣就可以校核主流道的熔體剪切速率。5.5.1計算主流道的體積流量 （20）5.5.2計算主流道的剪切速率 （21）該分流道的剪切速率處于澆口主流道與分流道的最佳剪切速率在51025103s-1之間，所以分流道熔體的剪切速率合格。5.6、冷料穴的設(shè)計及計算冷料穴位于主流道的正對面的動模板上，其作用主要是儲存熔體前鋒冷料，防止冷料進入模具型腔而影響塑件表面質(zhì)量。本設(shè)計既有主流道的冷料穴，又有分流道的冷料穴。本模具采用推桿形式頂出塑件，故材料Z型拉料桿匹配的冷料穴。開模時，利用凝料對Z處的包緊力，將凝料從主流道襯套中脫出。5.6.1主流道冷料穴的設(shè)計開模時應(yīng)將主流道中的凝料拉出，所以冷料穴的直徑應(yīng)稍大于主流道大端直徑。由于該模具型腔分布對稱，所以冷料穴可設(shè)在中心位置。冷料穴直徑= 8.5+2=10.5 mm冷料穴深度=3/48.5=6.3750mm5.6.2分流道冷料穴的設(shè)計此模具分流道比較短，所以可以不加冷料穴6 排氣系統(tǒng)的設(shè)計在注射成型過程中，模具內(nèi)除了型腔和澆注系統(tǒng)中原有的空氣外，還有塑料受熱或凝固產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體，這些氣體若不能順利排出，則可能因充填時氣體被壓縮而產(chǎn)生高溫，引起塑件局部炭化燒焦，或使塑料熔接不良而引起缺陷。注射的排氣方式，大多數(shù)情況下是利用模具分型面或配合間隙自然排氣，只在特殊情況下采用開設(shè)排氣槽的方式。因該制品屬于小型排氣量不大，綜合考慮，可利用分型面間隙以及推桿與孔配合間隙處排氣，所以不需開設(shè)排氣槽。7 模具零件結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計塑件在成型加工過程中，用來充填塑料熔體以成型制品的空間被稱為型腔。而構(gòu)成這個型腔的零件叫做成型零件，通常包括凹模、凸模、小型芯、螺紋型芯或型環(huán)等到。由于這些成型零件直接與高溫、高壓的塑料熔體接觸，并且脫模時反復(fù)與塑件摩擦，因此要求它有足夠的強度、剛度、硬度、耐磨性和較低的表面粗糙度。同時還應(yīng)該考慮零件的加工性及模具的制造成本。7.1凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計凹模又稱陰模，它是成型塑件外輪廓的零件。根據(jù)需要有以下幾種結(jié)構(gòu)形式：（1) 整體式凹模（2) 組合式凹模（3) 根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)，選用的是整體式凹模它是由一整塊金屬材料（也稱定模板或凹模板）直接加工而成。其特點是為非穿通式模體，強度好，不易變形。但由于加工困難，故只適用于小型且形狀簡單的塑件成型。此時可省去定模座板，如圖8所示。圖9 凹模嵌件7.2凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計凸模（即型芯）是成型塑件內(nèi)表面的成型零件，通?？煞譃檎w式和組合式兩種類型。組合式凸模組合式凸模又分整體式和鑲件組合式。整體裝配式凸模：它是將凸模單獨加工后與動模板進行裝配而成，其組合的方式也有多種，如圖9所示。圖10 型芯7.3成型零件工作尺寸計算1 成型零件的工作尺寸是指凹模和凸模直接構(gòu)成塑件的尺寸，它通常包括凹模和凸模的徑向尺寸（包括矩形和異形零件的長和寬）、凹模和凸模的高度尺寸及位置（中心距）尺寸等。 塑件的公差：塑件的公差規(guī)定按單向極限制，制口外輪廓尺寸公差取負值“”，制口內(nèi)腔尺寸差取值“+”，若制品上原有公差的標注方法與上不符，則應(yīng)按以上規(guī)定進行轉(zhuǎn)換。而制品孔中心距尺寸公差按對稱分布原則計算，即“/2”。模具制造公差：實踐證明，模具制造公差可取塑件公差的1/31/6，即2=（1/31/6），而且按成型加工過程中的增減趨向取“+”、“” 符號，型腔尺寸不斷增大，則取“+z”，型芯尺寸不斷減小則取“z”，中心距尺寸取“z/2”。模具的磨損量：實踐證明，對于一般的中小塑件，最大磨損量可取塑件公差的1/6，即C=1/6，對于大型塑件則取/6以下。另外對于型腔底面（或型芯端面），因與脫模方向垂真，故磨損量C=0。塑件的收縮率：塑件成型后的收縮率與多種因素有關(guān)，通常按平均收縮率計算。S=(Smax+Smin)/2模具在分型面上的合模間隙。收于注射壓力及模具分型面平度的影響，會導(dǎo)致動模、定模注射時存在著一定的間隙：由于注射壓力及模具分型面平面度較高、表面粗糙度較低時，塑件產(chǎn)生的飛邊也小。飛邊厚度一般度應(yīng)小于0.020.1mm。2 成形零件的尺寸計算一般情況下，影響成型零件及塑料公差的主要因素是模具制造公差S、模具磨損量C以及塑件的收縮率S這三項。成型零件工作尺寸計算方法一般有兩種：一種是平均值法，即按平均收縮率、平均制造公差和平均磨損量進行計算；另一種是按極限收縮率、極限制造公差和磨損量進行計算。前一種計算方法簡便，但不適用于精度塑件的模具設(shè)計，后一種計算方法能保證所成型的塑件在規(guī)定的公差范圍內(nèi)，但計算比較復(fù)雜。所以相比之下我選擇了前一種計算方法。本產(chǎn)品為ABS制品，屬于大批量生產(chǎn)的小型塑件，預(yù)定的收縮率的最大值和最小值分別取0.4%和0.7。平均收縮率s 為0.55%,此產(chǎn)品采用3級精度，屬于一般精度制品。因此，凸凹模徑向尺寸、高度尺寸及深度尺寸的制造與作用修正系數(shù)x取值可在0.50.75的范圍之間，統(tǒng)一取0.6。凸凹模各處工作尺寸的制造公差，因一般機械加工的型腔和型芯的制造公差可達到ITIT級，綜合參考，相關(guān)計算具體如下：型腔尺寸的計算徑向尺寸mm（22） mm深度尺寸mm（23）mm型芯尺寸的計算徑向尺寸（凹）mmmm深度尺寸（凹）mmmm徑向尺寸mm （24）mm深度尺寸mm （25）7.4成型零件鋼材的選用根據(jù)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，同時考慮他的機加工性能和拋光性能。又因該塑件為大批量生產(chǎn)，所以構(gòu)成型腔的嵌入式鋼材選用P20。對于成型塑件表面內(nèi)的型芯來說，由于脫模時與塑件的磨損嚴重，因此鋼材選用P20鋼，進行滲氮處理。7.5成型零件的尺寸及動模墊板厚度的計算7.5.1凹模側(cè)壁厚的計算凹模側(cè)壁厚與型腔內(nèi)壓強及凹模深度有關(guān)，其厚度又剛度公式計算。 （26）式中P是型腔壓力（Mpa）；E是材料彈性模量（Mpa）；h=W，W是影響變形的最大尺寸，而h=6.8mm；是模具剛度許用變形量。根據(jù)參考文獻1表4-20注塑材料品種查表得， （27） 初選壁厚23和24，這樣再加上模板的預(yù)緊力這樣絕對可以滿足強度和剛度要求。7.5.2定模板厚的計算定模板厚度取35mm，可以滿足強度和剛度要求。7.5.3動模板厚的計算動模板厚度取24mm，可以滿足強度和剛度要求。8 脫模推出機構(gòu)的設(shè)計注射成型的每一循環(huán)中，塑件必須準確無誤的從模具的凹模中或型芯上脫出，完成脫出塑件的裝置成為脫模機構(gòu)，也稱為推出機構(gòu)。8.1脫模推出機構(gòu)的設(shè)計原則 塑件推出是注射成型過程中的最后一個環(huán)節(jié)，推出質(zhì)量的好壞將最后決定塑件的質(zhì)量，因此，塑件的推出是不可忽視的。在設(shè)計推出脫模機構(gòu)時，應(yīng)遵循下列原則。（1）推出機構(gòu)應(yīng)盡量設(shè)置在動模一側(cè)；（2）保證塑件不因推出而變形損壞；（3）機構(gòu)簡單、動作可；（4）良好的塑件外觀；（5）合模時的準確復(fù)位。8.2塑件推出的基本方式選擇 本塑件圓周采用脫模板、中心采用推桿的綜合推出方式。8.3脫模力的計算主型芯脫模力 因為，所以此處視為厚壁圓柱塑件，由參考文獻1式4-26并查表4-24有塑件的脫模力F為： （28）式中E是塑料的彈性模量；S是塑料的平均收縮率；t是塑件的壁厚；L是被包型芯的長度；是塑料的泊松比；是脫模斜度；f是塑料與鋼材之間的摩擦因數(shù)；a是矩形型芯短邊長度；b是矩形型芯長邊的長度；A是塑件在開模方向垂直的平面上的投影面積，當塑件的底部有通孔時，A項視為0；是由由和決定的無因次數(shù)，；由f和決定的無因次數(shù)。8.4校核推出機構(gòu)作用在塑件上的單位壓應(yīng)力（1）推出面積 設(shè)2mm的圓桿8根，那么推出面積為 （29）（2）推桿推出應(yīng)力 根據(jù)參考文獻2取需用應(yīng)力 合格 （30）9模架的確定選用標準模架，可以大大縮短模具的制造周期，提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。由前面型腔的布局以及相互的位置尺寸，再根據(jù)成型零件尺寸結(jié)合標準模架，選用結(jié)構(gòu)形式為龍記模架CI大水口型，如圖10所示。模架尺寸為1525。圖 11 標準模架各模板尺寸的確定：（1）A板尺寸A板是定模腔板，塑件在型腔處高度6.8mm，在模板上還要開設(shè)冷卻水道，冷卻水道離型腔應(yīng)由一定的距離，因此A板厚度取35mm。（2）B板尺寸B板是凸模固定板，凸模的成型部分高度為10.37mm，同樣要有冷卻水道的位置，所以B板厚度取26mm。（3）C墊塊尺寸取墊塊厚度為50mm。10冷卻系統(tǒng)設(shè)計一般注射到模具內(nèi)的塑料溫度為200左右，而塑件固化后從模具性強中取出時其溫度在60以下。熱塑性塑料在注射成型后，必須對模具進行有效的冷卻，使熔融塑料的熱量盡量快的傳給模具，一是塑料可靠冷卻定型并可迅速脫模。設(shè)計原則：冷卻水孔數(shù)量盡可能的多，孔徑盡可能大；冷卻水孔至型腔表面的距離應(yīng)盡可能相等；冷卻水孔道不應(yīng)穿過鑲塊或其接縫部位，以防漏水；冷卻水孔應(yīng)避免設(shè)在塑件的熔接痕處；進出口水管接頭的位置應(yīng)盡可能設(shè)在模具的同一側(cè)，通常應(yīng)設(shè)在注塑機的背面。冷卻系統(tǒng)的計算很麻煩，在此只能進行簡單的計算。設(shè)計時忽略模具因空氣對流、輻射以及注射機接觸所散發(fā)的熱量，按單位時間內(nèi)塑料熔體凝固時所放出的熱量應(yīng)等于冷卻水所帶走的熱量。10.1冷卻介質(zhì) ABS屬中等粘度材料，其成型溫度及模具溫度分別為200和5080。所以，模具溫度初步選定為50，用常溫水對模具進行冷卻。10.2冷卻系統(tǒng)的簡單計算10.2.1單位時間內(nèi)注入模具中的塑料熔體總質(zhì)量W塑料制品的體積 （31）塑料制品的質(zhì)量 （32）塑件壁厚為3mm，查參考文獻1表4-34得，。取注射時間，脫模時間取，則注射周期由此得每小時的注射次數(shù)N=140次。單位時間內(nèi)注入模具中的塑料熔體總質(zhì)量W=Nm=1400.00543=0.76Kg/h （33）10.2.2確定單位質(zhì)量的模具在凝固時所放出的熱量查參考文獻1表4-35直接可知ABS單位熱流量Qs為(310400)KJ/Kg之間，故可取Qs=400KJ/Kg。10.2.3計算冷卻水體積流量qv冷卻水道入水口的溫度為，出水口的溫度為，取水的密度，水的比熱容）。根據(jù)公式可得： （34）10.2.4確定冷卻水路的直徑d當時，查參考文獻1表4-30可知，為了使冷卻水處于湍流狀態(tài)，取模具的冷卻水孔直徑d=4mm。10.2.5冷卻水在管內(nèi)的流速v （35）10.2.6求冷卻管壁與水交界面的膜傳熱系數(shù)h因為平均水的溫度為23.5，查參考文獻表4.31可得f=0.67，則有： （36）10.2.7計算冷卻水通道導(dǎo)熱總面積A （37）10.2.8計算模具冷卻水管總長度L （38）10.2.9冷卻水路根數(shù)設(shè)每條水路的長度l=100mm，則冷卻水路的總根數(shù)為 （39）由上述計算可以看出，1條冷卻水道對于模具來說顯然是不合適的，因此應(yīng)根據(jù)具體情況加以修改。為了提高生產(chǎn)效率，凹模和型芯都應(yīng)得到充分冷卻。11導(dǎo)向與定位機構(gòu)的設(shè)計注塑模的導(dǎo)向機構(gòu)用于動、定模之間的開合模導(dǎo)向和脫模機構(gòu)的運動導(dǎo)向。按作用可分為模外定位和模內(nèi)定位。模外定位是通過定位圈與注塑機相配合，使模具的澆口套能與注射機的噴嘴精確定位；而模內(nèi)定位機構(gòu)則是通過導(dǎo)柱導(dǎo)套進行和模定位。錐面定位則用于動、定模之間的精密定位。本模具所成型的塑件比較簡單，模具定位精度要求不高，因此采用模架本身所帶的定位機構(gòu)。12 模具工作過程 模具裝配試模完畢之后，模具進入正式工作狀態(tài)，起基本工作過程如下：（1） 對塑料ABS進行烘干，并裝入料斗;（2） 清理模具型芯、型腔，并噴上脫模劑，進行適當?shù)念A(yù)熱;（3） 合模、鎖緊模具；（4） 對塑料進行預(yù)塑化，注射裝置準備注射；（5） 注射，其過程包括充模、保壓、倒流、澆口凍結(jié)后的冷卻和脫模；（6） 脫模（7） 塑件的后處理結(jié)束語通過電筒尾蓋注塑模的設(shè)計，使我對模具設(shè)計工作有了更深層次的認識，即：模具不是只為設(shè)計而設(shè)計，要統(tǒng)籌規(guī)劃，全盤考慮。這次設(shè)計使我能夠理論聯(lián)系實際，多方面、多角度地去感知、體會書本上比較抽象的理論知識。在指導(dǎo)老師及關(guān)心與幫助下，我的做事效率得到了一定的提高，獨立思考并解決問題的能力得到了加強，培養(yǎng)了實際動手能力。收獲大概可概括為以下幾點：1. 培養(yǎng)了分析問題和解決問題的能力從設(shè)計的開始，就有意識地培養(yǎng)自己獨立思考問題、發(fā)現(xiàn)問題并解決問題的能力。大到模具的整體布局，冷料穴的長短，都要經(jīng)過認真思考，才能拿出相對比較成熟的方案。2. 鍛煉了實際動手能力在整個的設(shè)計過程中，翻閱了大量的文獻資料，參考了大量的書籍，除了獲得設(shè)計所需的數(shù)據(jù)外，還學(xué)到了其他許多的知識。更重要的是鍛煉了自己的動手能力和借助工具書解決實際問題的能力。授人以魚，不如授人以漁，我相信這些能力在我今后的工作和生活能定能讓我受益匪淺。3. 繪圖水平得到了提高通過做設(shè)計這一期間的實際操作及練習(xí)，學(xué)到了很多具體的繪圖細節(jié)。譬如：虛線、點畫線的畫法及線條的粗細；標注線和比表面粗糙度符號的畫法及線條粗細；標題欄的畫法及明細表的編排、技術(shù)要求等。此外，繪圖的速度也得到了進一步的提高，各種快捷鍵的操作也越來越熟練。參考文獻1國家標準總局.塑料模國家標準 .中國標準出版社， 19992陳萬林. 塑料模具設(shè)計與制作教程 . 北京希望電子出版社,20003黃健求. 模具制造 . 機械工業(yè)出版社, 20014黃毅宏. 模具制造工藝學(xué) .機械工業(yè)出版社, 19965王孝培. 塑料成型工藝及模具簡明手冊.機械工業(yè)出版社, 20006陳曉華,王秀英.典型零件模具圖冊 .機械工業(yè)出版社 ,20017翁其金. 塑料模塑工藝與塑料模設(shè)計 .機械工業(yè)出版社, 19998塑料模具技術(shù)手冊編委會 塑料模具技術(shù)手冊.機械工業(yè)出版社,19979孫鳳勤. 沖壓與塑壓設(shè)備 .機械工業(yè)出版社, 199710黃銳. 塑料工程手冊 .機械工業(yè)出版社, 200011屈華昌.塑料成型工藝與模具設(shè)計 .機械工業(yè)出版社, 199512甄瑞麟.模具制造工藝學(xué) .清華大學(xué)出版社, 2005致 謝 34