打印機指示燈蓋塑料注射模具設計【一模二腔】【側(cè)抽芯】【說明書+CAD】

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Plastic parts based on the shape, size, accuracy and surface quality of the results of the analysis required to determine the shape required for the program; Products after processing, the choice of surface, number and order of the cavity, forming the structure of parts, casting systems.Mold the rapid development of manufacturing technology, modern manufacturing techniques have become an important part. If the mold CAD / CAM technology, rapid prototyping mold laser technology, precision die forming technology, the ultra-precision mold processing technology. Introduced the design of the printer cover light plastic injection mold design and manufacturing methods. The use of an injection mold cavity mode structure of 2.Key words：Injection mold; casting system; slider目 錄主要符號表1緒 論111題目背景意義11.2本文主要研究內(nèi)容與要求11.2.1主要內(nèi)容11.2.2設計的基本要求11.3塑料工業(yè)簡介21.4我國塑料模現(xiàn)狀31.5塑料模發(fā)展趨勢32 塑件的工藝分析52.1 分析塑件使用材料的種類及工藝特征52.2分析塑件的結(jié)構(gòu)工藝性72.3工藝性分析73 擬訂模具的結(jié)構(gòu)形式83.1確定型腔數(shù)量及排列方式83.2模具結(jié)構(gòu)形式的確定83.2.1單型腔單分型面模具83.2.2多型腔多分型面模具83.3注塑機型號的確定83.3.1注射機的選用原則93.3.2有關制品的計算93.3.3按注射機的最大注射量確定型腔數(shù)目103.3.4計算澆注系統(tǒng)的體積，其初步設定方案如下113.3.5注塑機確定113.4澆注系統(tǒng)的設計123.4.1主流道的設計123.4.2 分流道的設計133.4.3澆口的設計143.4.4冷料穴的設計153.5分型面的選擇設計原則163.6確定主要零件結(jié)構(gòu)尺寸選模架、成型零部件的設計163.6.1型腔、型芯工作尺寸計算163.7 側(cè)抽機構(gòu)設計173.7.1 抽芯距的確定173.7.2 斜導柱分型抽芯機構(gòu)的設計173.8模架的選擇193.9 導向機構(gòu)的設計193.9.1導柱的設計193.9.2導套的結(jié)構(gòu)設計193.9.3推出機構(gòu)的設計203.9.4 推件力的計算203.9.5 推桿的設計203.10 冷卻系統(tǒng)的設計213.10.1 確定冷卻水道直徑223.11 模具排氣槽的設計223.12 校核223.12.1注射機有關工藝參數(shù)的校核223.12.2模具厚度H與注射機閉和高度234 塑料模材料的選用及技術要求244.1塑料模材料的性能要求244.2塑料模零件選材原則244.3 塑料模材料的選用244.4模具的精度要求254.4.1模具零件的公差與配合選擇264.4.2模具形位公差的選用275 模具工作過程285.1成型前的準備285.1.1原料的檢驗和預處理285.1.2料筒的清洗285.1.3嵌件的預熱285.1.4脫模劑的選用285.2注射過程285.3脫模過程295.4制品的后處理295.4.1退火處理295.4.2調(diào)濕處理29總 結(jié)30參考文獻31致 謝32畢業(yè)設計（論文）知識產(chǎn)權聲明33畢業(yè)設計（論文）獨創(chuàng)性聲明34主要符號表K注射機最大注射量的利用系數(shù)，一般取0.8M注射機的額定塑化量（g/h或cm/h）T成形周期M澆注系統(tǒng)所需塑料質(zhì)量和體積（g或cm）M單個制品的質(zhì)量和體積（g或cm）F注射機的額定鎖模力（N）A單個制品在模具分型面上的投影面積（mm）A澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積（mm）p塑料熔體在模腔內(nèi)的平均壓力（MPa），通常模腔內(nèi)壓力S注射機最大開模行程（mm）H推出距離（脫模距離）（mm）H包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的制品高度（mm）Q抽拔力（N）A側(cè)型芯被包緊的截面周長（cm）h成型部分深度（cm）q單位面積積壓力，一般取7.812MPa摩擦系數(shù)a脫模斜度1 緒論1緒 論11題目背景意義近幾年，我國塑料模工業(yè)有了很大發(fā)展，注塑模具制品的種類越來越多，在未來的模具市場中，塑料模具發(fā)展速度將高于其它模具，在模具行業(yè)中的比例將逐步提高。在電子、汽車、家電、玩具等產(chǎn)品中，60%-100%的零部件，都要依靠模具成形。用模具生產(chǎn)制件所表現(xiàn)出來的高精度、高復雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比擬的。通過本課題的設計，應使我們在下述基本能力上得到培養(yǎng)和鍛煉：塑料管件制品的設計及成型工藝的選擇；一般塑料管件制品成型模具的設計能力；塑料制品的質(zhì)量分析及工藝改進、塑料模具結(jié)構(gòu)改進設計的能力；了解模具設計的常用商業(yè)軟件以及同實際設計的結(jié)合。使個人能力得到全面提高，以適應今后的工作。1.2本文主要研究內(nèi)容與要求1.2.1主要內(nèi)容通過塑料零件的注塑模具設計，能夠熟悉和掌握塑料零件注射的設計全過程，能夠根據(jù)不同塑料材料的性能，塑料結(jié)構(gòu)特點，選擇適當?shù)哪＞呓Y(jié)構(gòu)，并掌握模具主要零件的強度計算及每一個零件的尺寸確定，掌握材料的選擇，熱處理要求及其制造工藝知識，通過該設計，應能檢查外語翻譯及理解能力，能熟練運用計算機進行設計和繪圖。通過設計后，能夠完全獨立完成中等難度以上塑料注射模具設計，并能在選材，結(jié)構(gòu)設計等方面進行環(huán)保、經(jīng)濟技術分析。1.2.2設計的基本要求（1）繪圖要求：A測繪塑料零件圖；B模具總裝配圖；C動模、定模、鑲塊等主要零件圖。（2）編寫說明書，具體內(nèi)容如下：A分析塑料件的材料、形狀、結(jié)構(gòu)對注塑成型的影響；B分析所采用模具結(jié)構(gòu)方案，著重分析難點（斜導柱、哈佛模、點澆口等）；C選擇注塑機的根據(jù)；D 分析所有分型面，選出最佳分型面；E 確定哪些面有脫模斜度；F分析澆口位置，澆口形狀形式及所有采用的理由；G說明所有推頂裝置設置的位置及其理由；H對該設計方案各部分應作經(jīng)濟技術分析。（3）計算下列尺寸：A有關成型零件工作尺寸的計算；B成型型腔壁厚計算；C冷卻水道面積計算；D斜導柱長度、直徑、抽拔力的計算。（4）應用軟件對所設計模具進行成型仿真，對結(jié)果進行分析。（5）對設計中典型零件進行2西安工業(yè)大學北方信息工程學院畢業(yè)設計（論文）工藝規(guī)程卡片編制。（6）翻譯有關外文技術文獻一份 。(7)生產(chǎn)批量：10萬件。1.3塑料工業(yè)簡介塑料工業(yè)是當今世界上增長最快的工業(yè)門類之一。自從聚氯乙烯塑料問世以來，隨著高分子化學技術的發(fā)展以及高分子合成技術、材料改進技術的進步、愈來愈多的具有優(yōu)異性能的高分子材料不斷涌現(xiàn)，從而促進塑料工業(yè)的發(fā)展。模具是利用其特定形狀去成型具有一定形狀和尺寸的制品的工藝裝備或工具，它屬于型腔模的范疇。通常情況下，塑件質(zhì)量的優(yōu)劣及生產(chǎn)效率的高低，其模具的因素占80%。然而模具的質(zhì)量的好壞又直接與模具的設計與制造有很大關系。隨著國民經(jīng)濟領域的各個部門對塑件的品種和產(chǎn)量需求越來越大、產(chǎn)品更新?lián)Q代周期越來越短、用戶對塑件的質(zhì)量要求也越高，因而模具制造與設計的周期和質(zhì)量要求也相應提高，同時也正是這樣促進了塑料模具設計于制造技術不斷向前發(fā)展。就目前的形式看，可以說，模具技術，特別是設計與制造大型、精密、長壽命的模具技術，便成為衡量一個國家機械制造水平的重要標志。按制品所采用的原料不同，成型方法不同，一般將模具分為塑料模具，金屬沖壓模具，金屬壓鑄模具，橡膠模具，玻璃模具等。因人們?nèi)粘Ｉ钏玫闹破泛透鞣N機械零件，在成型中多數(shù)是通過模具來制成品，就中國就有比較遠大的市場，所以模具制造業(yè)已成為一個大行業(yè)。 在高分子材料加工領域中,用于塑料制品成形的模具,稱為塑料成形模具,簡稱塑料模。 塑料模具的設計是模具制造中的關鍵工作。通過合理設計制造出來的模具不僅能順利地成型高質(zhì)量的塑件，還能簡化模具的加工過程和實施塑件的高效率生產(chǎn)，從而達到降低生產(chǎn)成本和提高附加價值的目的，塑料模的優(yōu)化設計,是當代高分子材料加工領域中的重大課題。塑料制品已在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防和日常生活等方面獲得廣泛應用。為了生產(chǎn)這些塑料制品必須設計相應的塑料模具。在塑料材料、制品設計及加工工藝確定以后，塑料模具設計對制品質(zhì)量與產(chǎn)量，就決定性的影響。首先，模腔形狀、流道尺寸、表面粗糙度、分型面、進澆與排氣位置選擇、脫模方式以及定型方法的確定等，均對制品（或型材）尺寸精度形狀精度以及塑件的物理性能、內(nèi)應力大小、表觀質(zhì)量與內(nèi)在質(zhì)量等，起著十分重要的影響。其次，在塑件加工過程中，塑料模結(jié)構(gòu)的合理性，對操作的難易程度，具有重要的影響。再次，塑料模對塑件成本也有相當大的影響，除簡易模外，一般來說制模費用是十分昂貴的，大型塑料模更是如此。現(xiàn)代塑料制品生產(chǎn)中，合理的加工工藝、高效的設備和先進的模具，被譽為塑料制品成型技術的“三大支柱”。尤其是加工工藝要求、塑件使用要求、塑件外觀要求，起著無可替代的作用。高效全自動化設備，也只有裝上能自動化生產(chǎn)的模具，才能發(fā)揮其應有的效能。此外，塑件生產(chǎn)與更新均以模具制造和更新為前提。塑料模是塑料制品生產(chǎn)的基礎之深刻含意，正日益為人們理解和掌握。當塑料制品及其成形設備被確定后，由此可知，推動模具技術的進步應是不容緩的策略。尤其大型塑料模的設計與制造水平，常標志一個國家工業(yè)化的發(fā)展程度。1.4我國塑料模現(xiàn)狀塑料模是現(xiàn)代塑料工業(yè)生產(chǎn)中的重要工藝裝備，塑料模工業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎工業(yè)。用塑料模生產(chǎn)成型零件的主要優(yōu)點是制造簡、材料利用率高、生產(chǎn)率高、產(chǎn)品的尺寸規(guī)格一致，特別是對大批量生產(chǎn)的機電產(chǎn)品，更能獲得價廉物美的經(jīng)濟效果。在模具方面，我國模具總量雖已位居世界第三，但設計制造水平總體上比德、美、日、法、意等發(fā)達國家落后許多，模具商品化和標準化程度比國際水平低許多。在模具價格方面，我國比發(fā)達國家低許多，約為發(fā)達國家的1/31/5，工業(yè)發(fā)達國家將模具向我國轉(zhuǎn)移的趨勢進一步明朗化。隨著我國改革開放步伐的進一步加快，我國正逐步成為全球制造業(yè)的基地，特別是加入WTO后，作為制造業(yè)基礎的模具行業(yè)近年來得到了迅速發(fā)展。塑料模的設計、制造技術、CAD技術、CAPP技術，已有相當規(guī)模的確開發(fā)和應用。在設計技術和制造技術上與發(fā)達國家和地區(qū)差距較大，在模具材料方面，專用塑料模具鋼品種少、規(guī)格不全質(zhì)量尚不穩(wěn)定。模具標準化程度不高，系列化商品化尚待規(guī)?；籆AD、CAE、Flow Cool軟件等應用比例不高；獨立的模具工廠少；專業(yè)與柔性化相結(jié)合尚無規(guī)劃；企業(yè)大而全居多，多屬勞動密集型企業(yè)。因此，我國要從一個制造業(yè)大國發(fā)展成為一個制造業(yè)強國，必須要振興和發(fā)展我國的模具工業(yè)，努力提高模具工業(yè)的整體技術水平，提高模具設計與制造水平，提高國際競爭能力。1.5塑料模發(fā)展趨勢塑料作為現(xiàn)代四大工業(yè)基礎材料之一，越來越廣泛地在各行各業(yè)應用。其中注塑成型在塑料的各種成型工藝中所占的比例也越來越大。隨著社會的經(jīng)濟技術不段向前發(fā)展，對注塑成型的制品質(zhì)量和精度要求都有不同程度的提高。塑料制品的造型和精度直接與模具設計和制造有關系，對注塑制品的要求就是對模具的要求。由于計算技術和數(shù)控加工迅速發(fā)展，使得CAD/CAM逐漸取代了過去塑料模的設計與制造技術，使傳統(tǒng)的設計制造方法及組織生產(chǎn)的模式發(fā)生了深刻變化。塑料模CAD/CAM的發(fā)展不僅可以提高塑料模質(zhì)量，減少塑料模的設計與制造工時，縮短塑料模生產(chǎn)周期，加快塑件生產(chǎn)和產(chǎn)品的更新?lián)Q代，而且更主要的是能滿足當前用戶對塑料模行業(yè)提出的“質(zhì)量高、交貨快、價格低”的要求。塑料模以后的發(fā)展主要有以下幾方面：(1)、注射模CAD實用化；(2)、擠塑模CAD的開發(fā)；(3)、壓模CAD的開發(fā)；(4)、塑料專用鋼材系列化。52 塑件的工藝分析2 塑件的工藝分析2.1 分析塑件使用材料的種類及工藝特征該塑件材料選用ABS（丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物）。用途：汽車配件（儀表板、工具艙門、車輪蓋、反光鏡盒等），收音機殼，電話手柄、大強度工具（吸塵器，頭發(fā)烘干機，攪拌器，割草機等），打字機鍵盤，娛樂用車輛如高爾夫球手推車以及噴氣式雪橇車等。比重:1.05克/立方厘米。燃燒鑒別方法：連續(xù)燃燒、藍底黃火焰、黑煙、淺金盞草味。溶劑實驗：環(huán)已酮可軟化，芳香溶劑無作用。特點：(1)、綜合性能較好,沖擊強度較高,化學穩(wěn)定性,電性能良好.(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.(3)、有高抗沖、高耐熱、阻燃、增強、透明等級別。(4)、流動性比HIPS差一點，比PMMA、PC等好，柔韌性好。(5)、用途：適于制作一般機械零件,減磨耐磨零件,傳動零件和電訊零件. (6)、同PVC（聚氯乙烯）一樣在屈折處會出現(xiàn)白化現(xiàn)象。成型特性：(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.(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.(3)、如需解決夾水紋，需提高材料的流動性，采取高料溫、高模溫，或者改變?nèi)胨坏确椒ā?4)、如成形耐熱級或阻燃級材料，生產(chǎn)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。 ABS樹脂是目前產(chǎn)量最大，應用最廣泛的聚合物，它將PS，SAN，BS的各種性能有機地統(tǒng)一起來，兼具韌，硬，剛相均衡的優(yōu)良力學性能。ABS是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物，A代表丙烯腈，B代表丁二烯，S代表苯乙烯。 ABS工程塑料一般是不透明的，外觀呈淺象牙色、無毒、無味，兼有韌、硬、剛的特性，燃燒緩慢，火焰呈黃色，有黑煙，燃燒后塑料軟化、燒焦，發(fā)出特殊的肉桂氣味，但無熔融滴落現(xiàn)象。 ABS工程塑料具有優(yōu)良的綜合性能，有極好的沖擊強度、尺寸穩(wěn)定性好、電性能、耐磨性、抗化學藥品性、染色性，散熱性（現(xiàn)在ABS工程塑料的工藝已經(jīng)很成熟了，筆記本電腦只要內(nèi)部結(jié)構(gòu)設計合理，同樣可以有出色的散熱效果。)成型加工和機械加工較好。ABS樹脂耐水、無機鹽、堿和酸類，不溶于大部6西安工業(yè)大學北方信息工程學院畢業(yè)設計（論文）分醇類和烴類溶劑，而容易溶于醛、酮、酯和某些氯代烴中。 ABS工程塑料的缺點：熱變形溫度較低，可燃，耐候性較差。ABS有良好的耐化學腐蝕及表面硬度 ，有良好的加工性和染色性能。ABS無毒、無味、呈微黃色，成型的塑件有較好的光澤。密度為1.021.05g/cm。ABS有良好的機械強度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化學穩(wěn)定性和電氣性能。水、無機鹽、堿和酸類對ABS幾乎無影響。ABS不溶于大部分醇類及烴類溶劑，但與烴長期接觸會軟化溶脹。ABS有一定的硬度和尺寸穩(wěn)定性，易與成型加工，經(jīng)過調(diào)色可配成任何顏色。ABS的缺點是耐熱性不高，連續(xù)工作溫度為70C左右，熱變形溫度為93C左右，且耐氣候性差，在紫外線作用下易發(fā)脆。ABS在升溫時粘度增高，所以成型壓力高，故塑件上的脫模斜度宜稍大；ABS易吸水，成型加工前應進行干燥處理；ABS易產(chǎn)生熔接痕，模具設計時應注意盡量少澆注系統(tǒng)對料流的阻力；在正常的成型條件下，壁厚、熔料溫度對收縮率影響極小。ABS主要技術指標：表2-1 熱物理性能密度(g/ cm)1.02105比熱容(Jkg-1K-1)12551674導熱系數(shù)(Wm-1K-110-2)13.831.2線膨脹系數(shù)(10-5K-1)5.88.6滯流溫度(C)130表2-2 力學性能屈服強度（MPa）50抗拉強度(MPa)38斷裂伸長率()35拉伸彈性模量(GPa)1.8抗彎強度(MPa)80彎曲彈性模量(GPa)1.4抗壓強度(MPa)53抗剪強度(MPa)24沖擊韌度(簡支梁式)無缺口261布氏硬度9.7R121缺 口11表2-3 電氣性能表面電阻率（）1.21013體積電阻率（m）6.91014擊穿電壓（KV/mm）介電常數(shù)（106Hz）3.04介電損耗角正切（106Hz）0.007耐電弧性(s)50852.2分析塑件的結(jié)構(gòu)工藝性該塑件尺寸中等，整體結(jié)構(gòu)較簡單.多數(shù)都為曲面特征。除了配合尺寸要求精度較高外，其他尺寸精度要求相對較低，但表面粗糙度要求較高，再結(jié)合其材料性能，故選一般精度等級： 5級。2.3工藝性分析為了滿足制品表面光滑的要求與提高成型效率采用側(cè)澆口。該澆口的分流道位于模具的分型面處，澆口橫向開設在模具的型腔處，從塑料件側(cè)面進料，因而塑件外表面不受損傷，不致因澆口痕跡而影響塑件的表面質(zhì)量與美觀效果。塑件的工藝參數(shù)：干燥條件：80-90 2小時成型收縮率:0.4-0.7% 模具溫度：25-70（模具溫度將影響塑件光潔度，溫度較低則導致光潔度較低）融化溫度：210-280（建議溫度：245）成型溫度：200-240 注射速度：中高速度注射壓力：500-1000bar 233 擬定模具的結(jié)構(gòu)形式3 擬訂模具的結(jié)構(gòu)形式模具的結(jié)構(gòu)形式是指設計過程中的注射機的確定，澆注系統(tǒng)的形式和澆口位置的選擇，成型零件的設計，脫模推出機構(gòu)的設計，側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)的設計，合模導向機構(gòu)的設計，溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設計及各個零件的設計和裝配圖設計。3.1確定型腔數(shù)量及排列方式當塑料制件的設計已經(jīng)完成，并選定所用塑料后，就需要考慮是采用單型腔模還是多型腔模。與多型腔模相比，單型腔模具有以下優(yōu)點：1、塑料制件的形狀與尺寸精度始終一致；2、工藝參數(shù)易于控制；3、模具結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，設計制造、維修大為簡化。一般來說，精度要求高的小型制品和中大型制品優(yōu)先采用一模一腔的結(jié)構(gòu)，但對于精度要求不高的小型制品（沒有配合精度要求），形狀簡單，又是大批量生產(chǎn)時，若采用多型腔模具可提供獨特的優(yōu)越條件，使生產(chǎn)效率大為提高。根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特點，此塑料產(chǎn)品在模具中的扣置方式有兩種:一種是將塑料制品的回轉(zhuǎn)軸線與模具中主流道襯套的軸線垂直；另一種是將此塑料制品的中心線與模具中主流道襯套的軸線平行。這里擬采用第一種方式，1模2件的結(jié)構(gòu)。3.2模具結(jié)構(gòu)形式的確定3.2.1單型腔單分型面模具制品外觀質(zhì)量要求不高，尺寸精度要求一般的小型制品，可采用此結(jié)構(gòu)。 3.2.2多型腔多分型面模具制品外觀質(zhì)量要求高，尺寸精度要求一般的小型制品，可采用此結(jié)構(gòu)。該制品外觀質(zhì)量要求較高，分析該制品樣品采用的澆口位置、分型面位置、推出機構(gòu)的痕跡，可知澆口為一般側(cè)澆口，并可初步擬定采用一型腔單分型面的模具結(jié)構(gòu)形式。3.3注塑機型號的確定注射模是安裝在注射機上使用的工藝裝備，因此設計注射模是應該詳細了解注射機的技術規(guī)范，才能設計出符合要求的模具。西安工業(yè)大學北方信息工程學院畢業(yè)設計（論文） 注射機規(guī)格的確定主要是根據(jù)制品的大小及型腔的數(shù)目和排列方式，在確定模具結(jié)構(gòu)型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、最小模具厚度、推出型式、推出位置、推出行程、開模距離等進行計算。根據(jù)這些參數(shù)選擇一臺和模具相匹配的注塑機，倘若用戶已提供了注射機的型號和規(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(diào)整或與用戶取得商量調(diào)整。3.3.1注射機的選用原則1、計算塑件及澆道凝料的總?cè)萘浚w積或重量）應小于注射機額定容量（體積或容量）的0.8倍；2、模具成型時需用的注射壓力應小于所選用注射機的最大注射壓力；3、模具型腔注射時所產(chǎn)生的壓力必須要小于注射機的鎖模力；4、模具的閉模高度應在注射機最大，最小閉合高度之間；5、模具脫模取出朔件所需的距離應小于所選注射機的開模行程；6、模具的外形尺寸及安裝尺寸必須與所選注射機模板適應，既模具最大外形尺寸安裝時應不受拉桿間距的影響，模具安裝用的定位環(huán)尺寸應與機床定位孔直徑相配合；模具的模板各安裝孔應與注射機固定模板的安裝孔相對應、機床噴嘴孔徑和球面半徑應與模具進料孔相對應，注射機的開模行程應滿足脫件條件。3.3.2有關制品的計算根據(jù)零件圖提供的樣品，便可以根據(jù)樣品測繪得出制品體積，同時也可以借助計算機輔助軟件(如：Pro/E軟件等)建立制品模型（對于沒有提供樣品的設計，也可以由所提供的制品圖樣建立模型），這樣既便于較精確的計算制品的各個參數(shù)，又更為直觀、形象。塑件體積的計算：零件塑件的體積 V=31.2cm澆注系統(tǒng)的體積：V2=4.26cm塑件與澆注系統(tǒng)的總體積為V=31.2+4.26=35.46cm計算塑件的質(zhì)量：查手冊取密度=1.05g/cm塑件體積：V=31.2cm塑件質(zhì)量：根據(jù)有關手冊查得：=1.05g/cm所以，塑件的重量為：M=V=31.2cm1.05=32.76g3.3.3按注射機的最大注射量確定型腔數(shù)目根據(jù)（4-1）得(4-2) 注射機最大注射量的利用系數(shù)，一般取0.8; 注射機最大注射量，cm或g; 澆注系統(tǒng)凝料量，cm或g； 單個塑件體積或質(zhì)量，cm或g；根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)及尺寸精度要求,該塑件在注射時采用1模2腔 3.3.4計算澆注系統(tǒng)的體積，其初步設定方案如下 根據(jù)三維模型，利用三維軟件直接可查詢到澆注系統(tǒng)的體積V2=4.26cm3.3.5注塑機確定查表文獻4、2得選用CJ80NC3型號注射機，其參數(shù)如下： 3.4澆注系統(tǒng)的設計澆注系統(tǒng)的設計原則：澆口位置應盡量選擇在分型面上，以便于模具加工及使用時澆口的清理；澆口位置距型腔各個部位的距離應盡量一致，并使其流程為最短；澆口的位置應保證塑料流入型腔時，對著型腔中寬敞、壁厚位置，以便于塑料的流入;避免塑料在流入型腔時直沖型腔壁,型芯或嵌件,使塑料能盡快的流入到型腔各部位,并避免型芯或嵌件變形;盡量避免使制件產(chǎn)生熔接痕,或使其熔接痕產(chǎn)生在之間不重要的位置;澆口位置及其塑料流入方向,應使塑料在流入型腔時,能沿著型腔平行方向均勻的流入,并有利于型腔內(nèi)氣體的排出。3.4.1主流道的設計主流道是指澆注系統(tǒng)中從注射機噴嘴與模具處到分流道為止 塑料熔體 流動通道 根據(jù)選用的CJ80NC3型號注射機的相關尺寸得 噴嘴前端孔徑：d0=4.0mm； 噴嘴前端球面半徑：R0=10mm； 根據(jù)模具主流道與噴嘴的關系取主流道球面半徑：R=11mm；取主流道小端直徑：d=4.5mm為了便于將凝料從主流道中取出，將主流道設計成圓錐形，起斜度為此處選用2，經(jīng)換算得主流道大端直徑為8.54MM。3.4.2 分流道的設計分流道是主流道與澆口之間的通道，一般開設在分型面上，起分流和轉(zhuǎn)向作用，分流道的長度取決于模具型腔的總體布置和澆口位置，分流道的設計應盡可能短，以減少壓力損失，熱量損失和流道凝料。常用分流道斷面尺寸推薦如表3-1所示。表3-1流道斷面尺寸推薦值塑料名稱分流道斷面直徑mm塑料名稱分流道斷面直徑 mmABS，AS 聚乙烯尼龍類聚甲醛丙烯酸抗沖擊丙烯酸醋酸纖維素聚丙烯異質(zhì)同晶體 4.89.5 1.69.5 1.69.5 3.510 810 812.5 510 510 810聚苯乙烯軟聚氯乙烯硬聚氯乙烯聚氨酯熱塑性聚酯聚苯醚聚砜離子聚合物聚苯硫醚 3.510 3.510 6.516 6.58.0 3.58.0 6.510 6.510 2.410 6.513分流道的斷面形狀有圓形，矩形，梯形，U形和六角形。要減少流道內(nèi)的壓力損失，希望流道的截面積大，表面積小，以減小傳熱損失，因此，可以用流道的截面積與周長的比值來表示流道的效率，其中圓形和正方形的效率最高，但正方形的流道凝料脫模困難，所以一般是制成梯形流道。在該模具上取圓形斷面形狀，直徑為7mm。分流道選用圓形截面：直徑D=7mm流道表面粗糙度 3.4.3澆口的設計根據(jù)澆口的位置選擇要求，盡量縮短流動距離，避免熔體破裂現(xiàn)象引起塑件的缺陷，澆口應開設在塑件壁厚處等要求。采用扇形澆口可以保持產(chǎn)品外觀精度。本設計采用邊緣澆口，邊緣澆口（又名為標準澆口、側(cè)澆口） 該澆口相對于分流道來說斷面尺寸較小，屬于小澆口的一種。邊緣澆口一般開在分型面上，具有矩形或近矩形的斷面形狀，其優(yōu)點是澆口便于機械加工，易保證加工精度，而且試模時澆口的尺寸容易修整，適用于各種塑料品種，其最大特點是可以分別調(diào)整充模時的剪切速率和澆口封閉時間。該模具采用側(cè)澆口，其有以下特性:形狀簡單，去除澆口方便，便于加工，而且尺寸精度容易保證；試模時如發(fā)現(xiàn)不當，容易及時修改；能相對獨立地控制填充速度及封閉時間；對于殼體形塑件，流動充填效果較佳。澆口設計如圖3.4.4冷料穴的設計在完成一次注射循環(huán)的間隔，考慮到注射機噴嘴和主流道入口這一段熔體因輻射散熱而低于所要求的塑料熔體的溫度，從噴嘴端部到注射機料筒以內(nèi)約1025mm的深度有個溫度逐漸升高的區(qū)域，這時才達到正常的塑料熔體溫度。位于這一區(qū)域內(nèi)的塑料的流動性能及成形性能不佳，如果這里相對較低的冷料進入型腔，便會產(chǎn)生次品。為克服這一現(xiàn)象的影響，用一個井穴將主流道延長以接收冷料，防止冷料進入澆注系統(tǒng)的流道和型腔，把這一用來容納注射間隔所產(chǎn)生的冷料的井穴稱為冷料穴（冷料井）。冷料穴的作用是儲存因兩次注射間隔而產(chǎn)生的冷料頭及熔體流動的前鋒冷料，以防止冷料進入型腔而影響制件質(zhì)量。其設計如下圖3.5分型面的選擇設計原則分型面是決定模具結(jié)構(gòu)形式的重要因素，它與模具的整體結(jié)構(gòu)和模具的制造藝有密切關系，并且直接影響著塑料熔體的流動特性及塑料的脫模。1.分型面的形式該塑件的模具只有一個分型面，垂直分型。2.分型面的設計原則由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)的設計、塑件的結(jié)構(gòu)工藝性及精度、形狀以及摧出方法、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應綜合分析。選擇分型面時一般應遵循以下幾項基本原則：（1）分型面應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（3）保證塑件的精度（4）滿足塑件的外觀質(zhì)量要求（5）便于模具制造加工（6）注意對在型面積的影響（7）對排氣效果（8）對側(cè)抽芯的影響在實際設計中，不可能全部滿足上述原則，一般應抓住主要矛盾，在此前提下確定合理的分型面。其分型面如圖3.6確定主要零件結(jié)構(gòu)尺寸選模架、成型零部件的設計3.6.1型腔、型芯工作尺寸計算ABS塑料的收縮率是0.3%-0.8%平均收縮率: =（0.3%-0.8%）/2=0.55% 型腔內(nèi)徑：=133.03mm型腔深度：=36.99mm型芯外徑：=111.91mm型芯深度： =34.96mm型腔徑向尺寸（mm ）;- 塑件外形基本尺寸（mm）;-塑件平均收縮率；-塑件公差-成形零件制造公差，一般取1/41/6；-塑件內(nèi)形基本尺寸（ mm）;-型芯徑向尺寸（mm）;-型腔深度（mm）；-塑件高度（mm）-型芯高度（mm）；-塑件孔深基本尺寸（mm）；型腔：鋼材選用P20，使用數(shù)控精雕及電火花加工成型型芯：鋼材選用P20，使用數(shù)控精雕及電火花加工成型3.7 側(cè)抽機構(gòu)設計3.7.1 抽芯距的確定1 抽芯距的計算公式如下： 式中 S抽芯距，mm； S1取出塑件最小尺寸，mm； R最外尺寸，mm； r滑塊內(nèi)徑，mm。 S=5.03+2.97=8mm3.7.2 斜導柱分型抽芯機構(gòu)的設計斜導柱分型抽芯是應用最廣的分型抽芯機構(gòu)，它借助開模力完成側(cè)向抽芯，結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，動作可靠。其結(jié)構(gòu)如圖所示，瓣合模滑塊裝在T型導滑槽內(nèi)，可沿著抽拔方向平穩(wěn)滑移，驅(qū)動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(chǎn)生一側(cè)向分力，迫使滑塊完成抽芯動作。圖中的限位擋釘和彈簧的作用是完成抽拔動作后對滑塊起定位作用，使它停留在與斜導柱脫離時的位置上，以便合模時斜導柱能準確進入斜孔驅(qū)動其復位，楔緊塊的作用是在閉模時壓緊滑塊，以免注塑時滑塊受到塑料壓力移位。斜導柱分型抽芯機構(gòu)示意圖斜導柱 斜導柱的斜角一般為1520，最大不得超過25，本設計采用15，斜導柱的尺寸如圖所示，材料采用優(yōu)質(zhì)鋼材T8A，淬火硬度HRC5560。1斜導柱的長度計算當滑塊抽出的方向與開模方向垂直斜導柱的長度計算公式如下： 式中 L斜導柱的總長度，mm； D大端的直徑，mm； S抽拔距，mm；d導滑段的直徑，mm； h固定模板厚度，mm； 斜導柱的傾斜度，15。 L=112mm3.8模架的選擇注塑模模架國家標準有兩個，即GB/T125561990塑料注射模中小型模架及其技術條件和GB/T125551990塑料注射模大型模架。由于塑料模具的蓬勃發(fā)展，現(xiàn)在在全國的部分地區(qū)形成了自己的標準，該設計采用龍記標準模架，型號為：CI3035A100B120。3.9 導向機構(gòu)的設計導向機構(gòu)的作用：1）定位作用；2）導向作用；3）承受一定的側(cè)向壓力3.9.1導柱的設計長度 導柱導向部分的長度應比凸模端面的高度高出812 cm，以免出現(xiàn)導柱末導正方向而型芯先進入型腔的情況。形狀 導柱前端應做成錐臺形，以使導柱能順利地進入導向孔。材料 導柱應具有硬而耐磨的表面和堅韌而不易折斷的內(nèi)芯，因此多采用20鋼（經(jīng)表面滲碳淬火處理），硬度為5055HRC。3.9.2導套的結(jié)構(gòu)設計材料 用與導柱相同的材料制造導套，其硬度應略低與導柱硬度，這樣可以減輕磨損，一防止導柱或?qū)桌?。形?為使導柱順利進入導套，導套的前端應倒圓角。導向孔作成通孔，以利于排出孔內(nèi)的空氣。3.9.3推出機構(gòu)的設計根據(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(gòu)可采用推桿推出機構(gòu)、推件板推出機構(gòu)。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(gòu)，推桿推出機構(gòu)結(jié)構(gòu)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，設立五個推桿平衡布置，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 采用推桿推出，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(jié)合制品的結(jié)構(gòu)特點，模具型腔的結(jié)構(gòu)采用了整體式型腔板，這種結(jié)構(gòu)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(gòu)中采用廠組合式推桿，如圖中，這種結(jié)構(gòu)主要是防止推桿在于作過程中受到彎曲力或側(cè)向壓力而折斷，因為產(chǎn)品較小，另外折斷后也易于更換。這里采用設計推桿，全部固定在頂桿固定板。推桿的位置選擇在脫模阻力最大的地方，塑件各處的脫模阻力相同時需均勻布置，以保證塑件推出時受力均勻，塑件推出平穩(wěn)和不變形。根據(jù)推桿本身的剛度和強度要求，推桿裝入模具后，起端面還應與型腔底面平齊或搞出型腔0.050.1cm.3.9.4 推件力的計算 對于一般塑件和通孔殼形塑件，按下式計算，并確定其脫模力（Q）： 式中 -型芯或凸模被包緊部分的斷面周長（cm）; -被包緊部分的深度（cm）; -由塑件收縮率產(chǎn)生的單位面積上的正壓力，一般取7.811.8MPa； -磨擦系數(shù)，一般取0.11.2； -脫模斜度； L=296.22MMH=34.96MM Q=296.22MM*34.96MM*10MPA(0.1*COS0.5-SIN0.5)*2=2074.25 (N)3.9.5 推桿的設計 推桿的強度計算 查塑料模設計手冊之二由式5-97得d=（） d圓形推桿直徑cm推桿長度系數(shù)0.7l推桿長度cmn推桿數(shù)量 E推桿材料的彈性模量N/(鋼的彈性模量E=2.1107N/) Q總脫模力 取 D=6MM。推桿壓力校核 查塑料模設計手冊式5-98= 取320N/mm 推桿應力合格，硬度HRC50653.10 冷卻系統(tǒng)的設計冷卻水回路布置的基本原則： a) 冷卻水道應盡量多，b) 截面尺寸應盡量大； c) 冷卻水道離模具型腔表面的距離應適當； d) 適當布置水道的出入口； e) 冷卻水道應暢通無阻； f) 冷卻水道的布置應避開塑件易產(chǎn)生熔接痕的部位； 由以上原則我們可以確定冷卻水道的布置情況，以及冷卻水道的截面積澆注系統(tǒng)中的分流道布置如圖所示，采用非平衡式布置，從主流道末端到每個澆口的距離不相等，但是分流道的截面形狀和尺寸大小完全相同，這樣的設計可以使進人每型腔的流程最短，減少了熱量散失，縮小了模具的體積，對于該小型什的注射成型來說，并不影響制品的使用性能。分流道的橫截面形狀為梯形，澆口的類型采用側(cè)澆口。冷卻系統(tǒng)的設計對于成型小型件的1模多腔模具來說是十分重要的。如果冷卻不好或冷卻不均勻，必然導致收縮不均勻，特別是非平衡式分流道的結(jié)構(gòu)。放為了使冷卻效果好，在模具的定模型腔板和動模利腔板內(nèi)開沒了如圖所示的水道，橫向穿過這兩塊模板，這樣使塑件各處的冷卻均勻，模具的模溫均勻本塑件在注射成型機時不要求有太高的模溫因而在模具上可不設加熱系統(tǒng)。是否需要冷卻系統(tǒng)可作如下設計算計。 設定模具平均工作溫度為，用常溫的水作為模具冷卻介質(zhì)，其出口溫度為。 3.10.1 確定冷卻水道直徑查表3-26得ABS的單位流量為.依據(jù)塑件體積可知所需的冷卻水管直徑較小。設計冷卻水道直徑為8mm符合要求。冷卻水示意圖：3.11 模具排氣槽的設計當塑料熔體充填型腔時，必須順序地排出型腔及澆注系統(tǒng)內(nèi)的空氣及塑料受熱而產(chǎn)生的氣體。如果氣體不能被順利排出，塑料會由于填充不足而出現(xiàn)氣泡、接縫或表面輪廓不清等缺陷，甚至氣體受壓而產(chǎn)生高溫，使塑料焦化。特別是對大型塑件、容器類和精密塑件，排氣槽將對它們的品質(zhì)帶來很大的影響，對于在高速成行中排氣槽的作用更為重要。我們的塑件并不是很大，而且不屬于深型腔類零件，因此本方案設計在分型面之間、推桿預模板之間及活動型芯與模板之間的配合間隙進行排氣，間隙值取0.04。3.12 校核3.12.1注射機有關工藝參數(shù)的校核 1）鎖模力與注射壓力的校核 -注射時型腔壓力 查參考文獻得 113MPa -塑件在分型面上的投影面積（） -澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積（） -注射機額定鎖模力，按CJ80NC2型注射機額定鎖模力為8003.12.2模具厚度H與注射機閉和高度注射機開模行程應大于模具開模時，取出塑件（包括澆注系統(tǒng)）所需的開模距離 即滿足下式 式中 -注射機最大開模行程，mm； -推出距離（脫模聚居），mm； -包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的塑件高度，mm； Sk=45mm+130.79mm=175.79mm SkS=570mm 條件成立4 塑料模材料的選用及技術要求4 塑料模材料的選用及技術要求4.1塑料模材料的性能要求塑料模包括熱固性塑料壓縮模和熱塑性塑料注射模等。這類模具由于制品形狀復雜，表面粗糙度要求較高，主要失效形式是磨損而造成的制品拉毛、工作部位堆塌和裂紋等，因此，塑料模對本身選用的鋼，應具有相關的要求：1）應具有良好的拋光性能：塑料模的成型表面都要求鏡面表面質(zhì)量，故所選的材料，應具有良好的拋光性能，以保證制品有良好的外觀質(zhì)量及順利脫模；2）應具有良好的耐磨性：模具的型面應有足夠的硬度（表面硬度一般不低于55HRC）以便于在壓制含有云母粉、石英粉、玻璃纖維等無機填料的塑料制品時，模具有足夠的抗力，不致于被磨損；3）應有足夠的抗腐蝕性能：塑料模具是在高溫下，熔融塑料侵蝕的冷熱交替條件下工作的，故材料應具有足夠的抗腐蝕性能，以抵抗塑料中存在的有害物質(zhì)及受熱分解時析出的氣體的侵蝕而損壞；4）應有足夠的硬化層深度及芯部強度：塑料模工作時，易受機械及高速熔料沖擊，為防止模具表面堆塌、變形必須具備有表面較高的硬度和芯部強度；5）應具有良好的機加工性能：多數(shù)塑料模往往是先淬硬后加工，以保證模具型腔尺寸精度，所以模具要在45HRC左右的硬度下有良好的加工性能；6）應具有良好的冷壓性能：某些形狀復雜、批量小的塑料模，往往采用冷擠壓加工，因此，模具材料應具有在退火狀態(tài)下硬度低、塑性好、冷作硬傾向小的性能。4.2塑料模零件選材原則1）要選擇綜合力學性能好的鋼材以滿足模具的工作要求；2）要根據(jù)模具的加工方法選擇模具鋼材；3）要根據(jù)模具的精度及產(chǎn)品的批量及性能要求選擇模具鋼材；4）要根據(jù)制品批量大小，以最低成本選材原則選擇模具用鋼。4.3 塑料模材料的選用1） 成型工作零件的選用表4.1塑料模成型工作零件材料的選用24西安工業(yè)大學北方信息工程學院畢業(yè)設計（論文）零件名稱工作條件選用材料 凹模型芯（凸模）、螺紋型環(huán)、成型鑲嵌件、成型推桿 形狀簡單，產(chǎn)量不大的小型芯型腔45、T8A、T10A 形狀復雜，要求熱處理變形小的型腔、型芯或鑲嵌件和整強塑料的成型模 CrWMn、9Mn2V、Cr12、Cr4W2MoV、20CrMnMo、 20CrM nTi表4.2本設計中的材料選用零件名稱選用材料零件名稱選用材料動、定模座板45動、定模板CrWMn推板T10A模腳45固定板45銷釘45#定位圈45#澆口套T10A斜導柱T10A拉料桿T10A導柱T10A內(nèi)六孔螺釘45#彈簧65Mn該套模具所用材料的性能比較表4.3材料性能比較 鋼號切削加工性淬透性淬火不變形性耐磨性耐熱性 Q235優(yōu)差差45#優(yōu)差差中差T8A優(yōu)差差中差T10A良差差良差P20(3Cr2MnMo)良優(yōu)優(yōu)優(yōu)良4.4模具的精度要求模具是一種高精密成型工具。高精密性是模具企業(yè)的立業(yè)之本。因此，模具設計與制造者，必須具有強烈的質(zhì)量和精密性意識及精度概念，依據(jù)制件的形狀、尺寸及位置配合精度要求，進行設計與制造。以保證所設計與制造的模具生產(chǎn)精度與質(zhì)量合格、互換性很強、確保一定的生產(chǎn)規(guī)模的優(yōu)質(zhì)制品來。4.4.1模具零件的公差與配合選擇1 、基準制的選用在進行模具設計時，一般情況下，應優(yōu)先采用基孔制。因為模具零件的孔，通常都是用定值刀（如鉆頭、絞刀、拉刀等）加工，用極限量規(guī)檢驗，所以采用基孔制可以減少孔公差帶的數(shù)量，減少定值刀、量具的規(guī)格和數(shù)量，方便加工，經(jīng)濟合理。但在特殊情況下，也可以采用基軸制。2 、公差等級的選用公差等級的選用，在模具設計中是一向項重要的工作。這是因為，公差等級的高低，直接影響到模具的使用性能和經(jīng)濟性。公差等級選用過低，將不能滿足使用要求。反之，如果公差等級定的過高，則將會增加加工難度，使成本成倍增加，不利于經(jīng)濟效益的提高。所以在模具設計時必須綜合地考慮，即在模具保證使用性能的前提下，盡可能選擇較低的公差等級。模具與制品精度關系模具是用來加工制品零件的，一般模具的制造精度應比制品零件的精度高24級。標準公差數(shù)值模具設計中所用的標準公差數(shù)值，可直接查相關的表，不須進行計算，供設計時選用。配合種類的選擇模具零件的配合分三大類，即間隙配合、過渡配合和過盈配合。在模具設計時，應首先根據(jù)零件的使用要求和結(jié)構(gòu)特點確定選用哪一類，其有以下選用方法：間隙配合：對于工作有相對運動或無相對運