心形塑料盒蓋的注塑模具設(shè)計(jì)-注射模含6張CAD圖.zip

心形塑料盒蓋的注塑模具設(shè)計(jì)-注射模含6張CAD圖.zip,塑料,盒蓋,注塑,模具設(shè)計(jì),注射,CAD 心形塑料盒蓋的注塑模具設(shè)計(jì)摘 要 隨著CAD/CAM技術(shù)在模具行業(yè)領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用，傳統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)、制造方法已經(jīng)逐漸被取代。對(duì)心形盒蓋模具的注塑模結(jié)構(gòu)采用側(cè)澆口的進(jìn)料，一模兩腔的模具結(jié)構(gòu)，材料采用性能良好，應(yīng)用廣泛的PP型(聚丙烯)材料。通過(guò)對(duì)塑件成型的工藝分析，PP型塑料的性能分析，澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，以及脫模裝置的設(shè)計(jì)，制定出了一系列完整的生產(chǎn)心形盒蓋的生產(chǎn)流程。通過(guò)實(shí)物的測(cè)繪，引用產(chǎn)品設(shè)計(jì)的相關(guān)知識(shí)，從其中合理的加入設(shè)計(jì)體驗(yàn)，并且結(jié)合實(shí)際的環(huán)境。然后進(jìn)行模具的設(shè)計(jì)，創(chuàng)建模具的型腔和型芯等等，最后生成工程圖。關(guān)鍵字：心形盒蓋；注塑模；側(cè)澆口；一模兩腔ABSTRACTWith the wide application of CAD / CAM technology in die and mould industry, the traditional die design and manufacturing methods have been gradually replaced.The injection mold structure of the heart-shaped box cover mold adopts the side gate feed, the two die mold structure, the material adopts PP type (polypropylene) material with good performance and wide application. A series of complete production process of heart-shaped box cover is worked out by analyzing the molding process of plastic parts, the properties of PP plastic, the design of pouring system, the design of cooling system and the design of demoulding device.Through surveying and mapping of physical objects, the relevant knowledge of product design is quoted, and the design experience is reasonably added from it, and combined with the actual environment. Then the mold is designed, the mold cavity and core are created, and finally the engineering drawing is generated.Key words: heart-shaped box cover; injection mold; side gate; one mold and two cavities.前 言 伴隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)的制造業(yè)的技術(shù)也在不斷的提升，我國(guó)的制造業(yè)在國(guó)際中的地位也在隨著攀升。其中，磨具工業(yè)獲得了迅速的發(fā)展，磨具的需求量必然也會(huì)成幾何的形式增加，那么其生產(chǎn)周期就必須縮短。但是磨具的生產(chǎn)時(shí)多品種的小批量生產(chǎn)，甚至是單間的生產(chǎn)。其特點(diǎn)為:生產(chǎn)過(guò)程多樣化；品種多樣化。要解決這一問(wèn)題,首先要普及CAD/CAM 技術(shù),利用現(xiàn)代的CAD/CAM/CAE 技術(shù),才是經(jīng)濟(jì)、效率的模具開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)制造手段,也將是其今后的發(fā)展方向。 注塑模具根據(jù)形成特征可分為兩種類型的熱固性塑料模具、熱塑性塑料模具;根據(jù)成型工藝區(qū)可分為模具,吹塑模,鑄造模具,熱成型模具、熱壓模具(模具)、注塑模具、等,其中一個(gè)根據(jù)物質(zhì)溢出和熱壓模方式可分為溢出類型,一半溢出類型,不是溢出類型三個(gè)方面,在注塑模具的澆注系統(tǒng)可分為冷流道模具,熱流道模具在兩個(gè)方面；按裝卸方式可區(qū)分為移動(dòng)式、固定式兩種。 目 錄摘 要IABSTRACTII前 言III1.緒論12.塑料成型工藝性的分析32.1塑件的分析33. 擬定模具的結(jié)構(gòu)形式和選取注射機(jī)63.1分型面位置的確立63.2 確定型腔數(shù)量及排列方式63.3 注射機(jī)型號(hào)的確立74.澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)94.1 主流道的設(shè)計(jì)94.2 分流道的設(shè)計(jì)104.3 澆口的設(shè)計(jì)124.4 校核主流道的剪切速率134.5 冷料穴的設(shè)計(jì)和計(jì)算135.成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算135.1 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)135.2 成型零件鋼材的選擇145.3 成型零件工作尺寸的計(jì)算145.4 成型零件尺寸和動(dòng)模墊板的厚度的計(jì)算166.脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)176.1 脫模力的計(jì)算176.2 確定其推出的方式187.模架的確定187.1 各模板尺寸的確立187.2 模架各尺寸的校核198. 排氣槽的設(shè)計(jì)199. 冷卻系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)199.1 冷卻介質(zhì)209.2 冷卻系統(tǒng)的簡(jiǎn)單計(jì)算2010.導(dǎo)向與定位結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)21結(jié)束語(yǔ)23參考文獻(xiàn)24致 謝25V1.緒論1.1注射模具設(shè)計(jì)的特點(diǎn) 由于塑料注射模具工藝十分復(fù)雜，設(shè)計(jì)模具時(shí)要考慮到的因素也就比較多，所以傳統(tǒng)的手工設(shè)計(jì)方法對(duì)模具設(shè)計(jì)人員的技術(shù)、知識(shí)以及經(jīng)驗(yàn)要求很高。 1、外部的約束條件較多 必須選擇合適的塑料并且要對(duì)所選塑料的性能 參數(shù)以及工藝條件作仔細(xì)考慮，必須考慮到注射機(jī)的注射量、 注射壓力、鎖模力、機(jī)架尺寸以及剛度等因素，還應(yīng)該考慮塑料產(chǎn)品的形狀結(jié)構(gòu)、尺寸大小和使用場(chǎng)合以及生產(chǎn)批量等要求。 2、構(gòu)造繁雜且靈活多變 其中注射模具包括模架、成型零部件、 澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、脫模機(jī)構(gòu)等部分。成型零部件的組成有凸模、凹模和側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)等等。澆注系統(tǒng)包含主流道、分流道以及澆口等組成部分。冷卻系統(tǒng)一般是由定模水道、動(dòng)模水道以及型芯中的冷卻芯等部分組成。由此可見(jiàn)結(jié)構(gòu)是多么復(fù)雜。不管是模具整體結(jié)構(gòu)或是某些零部件的結(jié)構(gòu)，在設(shè)計(jì)實(shí)踐過(guò)程中大都沒(méi)有固定的準(zhǔn)則可找尋，不一樣的設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)出的可行結(jié)構(gòu)方案也不完全相向，很具有靈活性。3、試探性和經(jīng)驗(yàn)性強(qiáng) 注射成型工藝過(guò)程中很難用定量關(guān)系來(lái)闡述，而且不確定的因素也存在比較多。所以，注射核具設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)師的經(jīng)驗(yàn)是離不開(kāi)的，而且設(shè)計(jì)出來(lái)的模具一般要經(jīng)過(guò)多次的試模和修模過(guò)程。1.2 注射模設(shè)計(jì)的基本情況 塑料制品在當(dāng)今得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，塑料的成型方法也更加多，例如注射成型、真空成型、擠壓成型、中空吹塑成型、發(fā)泡成型、薄膜吹塑成型，還有熱固性塑料的各種成型。塑料的注射成型是其中最重要的成型方法之一，塑料注射模具則是注射成型的工具。在現(xiàn)代塑料注射成型的生產(chǎn)實(shí)踐當(dāng)中，先進(jìn)的塑料注射模具、高效率的塑料注射機(jī)和合理的注射成型工藝是必不可少的三個(gè)主要因素。成型塑料產(chǎn)品的主要工具是塑料注射模，但通常來(lái)說(shuō)塑料制品一般是批量和大批量?jī)煞N生產(chǎn)方式，所以塑料模具在使用過(guò)程中應(yīng)該有高效率、高質(zhì)量及成型后少加工甚至不加工，因此在模具設(shè)計(jì)時(shí)一定要考慮以下這些問(wèn)題。根據(jù)塑件的使用性能以及成型性能，確定簡(jiǎn)明有效的分型面和基準(zhǔn)面以及澆口的放置等形式，這是模具設(shè)計(jì)當(dāng)中非常重要的問(wèn)題。 設(shè)計(jì)模具的時(shí)候特別要注意的是在制造過(guò)程中的工藝性，應(yīng)根據(jù)工廠的實(shí)際情況和技術(shù)力量等這些客觀因素，定制出立足該條件下著實(shí)可靠的設(shè)計(jì)方法，從而確定零件是容易加工的，容易保證尺寸精度的。 注射過(guò)程中的生產(chǎn)效率要充分考慮到，即在單位時(shí)間內(nèi)提高注射的次數(shù)，縮短成型周期。綜合觀察塑件的結(jié)構(gòu)狀況，爭(zhēng)取把需要有、柱、凸、凹和精度需求的尺寸和孔等結(jié)構(gòu)形式在模具中都表現(xiàn)出來(lái)，即成型的塑件不應(yīng)該需要又或者不太需要事后加工的較完整的塑件。模具結(jié)構(gòu)力必須做到穩(wěn)定可靠、簡(jiǎn)潔實(shí)用，減少生產(chǎn)制造時(shí)間及降低制造成本，還可便于裝配，便于修理以及便于替換易損壞零件等。認(rèn)識(shí)到模具材料的選擇與處理方式的重要性，在模體結(jié)構(gòu)件間或模體與塑件間在頂出過(guò)程中有經(jīng)常接觸摩擦的地方，零部件最好挑選優(yōu)質(zhì)鋼材和必要的熱硬處理，提高結(jié)構(gòu)零件耐磨性及強(qiáng)度，做到減少故障，增加模具壽命。模具設(shè)計(jì)當(dāng)中應(yīng)考慮到模具的標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)的問(wèn)題。模具從設(shè)計(jì)到制造通常來(lái)說(shuō)周期比較久，但為了開(kāi)發(fā)產(chǎn)品、搶占市場(chǎng)，應(yīng)該越快越好。要做到縮短模具生產(chǎn)的準(zhǔn)備期，且降低成本，模具的標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)必須有效。由于塑件的結(jié)構(gòu)比較多，模具的型腔、型芯也不太一樣，但模體選用標(biāo)準(zhǔn)模架、澆口套、導(dǎo)向零件、常用頂桿都可以采用標(biāo)準(zhǔn)件。2.塑料成型工藝性的分析 2.1塑件的分析 外形尺寸分析：該塑件的壁厚為2mm，塑件的高度為20mm，形狀為：心形。塑料熔體流程較短，材料選用：PP(聚丙烯)型材料塑件，材料PP為熱塑性塑料，流動(dòng)性好，適合用于注射成型。 精度等級(jí)：成型的收縮率范圍:1.0-2.5% 、成型的溫度范圍：160-220 ，因此成型性能很好，成型收縮率較大，所以設(shè)計(jì)模具必須設(shè)置冷卻系統(tǒng)。 圖2 心形包裝盒盒上蓋2.2 PP塑料的性能分析聚丙烯是一種無(wú)毒、無(wú)色、無(wú)味的乳白色高結(jié)晶聚合物，其密度為0. 90-0. 91g/cm3，是現(xiàn)在所有塑料中最輕的品種之一。具有良好的耐水性、成型性、高頻絕緣性、化學(xué)穩(wěn)定性，制品表面光澤好，易于著色。但是低溫時(shí)易脆，耐磨性不強(qiáng)、容易老化。適用于制作一般機(jī)械零件、耐腐蝕零件和絕緣零件。常見(jiàn)的酸、堿等有機(jī)溶劑對(duì)它幾本沒(méi)有作用，可用于食具。2.3 PP的注射成型過(guò)程及工藝參數(shù)1.注射成型過(guò)程： 產(chǎn)品成型之前做好準(zhǔn)備。對(duì)PP的色澤、粒度大小以及均勻度等得進(jìn)行檢驗(yàn)，PP成型前需要進(jìn)行干燥處理，處理溫度為100C20C,干燥時(shí)間為2h。表1 PP的性能指標(biāo)性能指標(biāo) 數(shù)據(jù) 相對(duì)密度（/kg/dm3 ） 0.900.91拉伸強(qiáng)度（MPa） 29比體積(v/( dm3 kg) 1.101.11壓縮強(qiáng)度(MPa) 45吸水率(24h/) 0.010.83扛彎強(qiáng)度(w/MPa) 68.0斷裂伸長(zhǎng)率() 200缺口沖擊強(qiáng)度(kJ/m2) 0.5熱變形溫度(t/C) 102 硬度（HB） 8.65 R95105熔點(diǎn)(t/C) 170176體積電阻率(v（.cm）) 1019 1)注射過(guò)程。將塑料放入注射機(jī)料筒內(nèi)加熱、塑化直到流動(dòng)狀態(tài)之后，讓模具的澆注系統(tǒng)進(jìn)入模具的型腔進(jìn)行成型，其過(guò)程包括充型、壓實(shí)、保壓、倒流、以及冷卻這五個(gè)階段。 2）塑件的后處理方法（退火）。退火處理的方法是紅外線燈、烘箱，處理溫度70C，處理的時(shí)間約為2h4h。2.注射工藝的參數(shù)1）注射機(jī)：螺桿式，螺桿的轉(zhuǎn)速是58r/min。2）料筒的溫度（t/）為前段1為70C190C;中段為 170C190C；后段為140C160C。3）模具的溫度（t/）為32C65C。4）注射壓力（P/MPa）為60110。5）成型時(shí)間（s）：（注射時(shí)間開(kāi)始取1.8，冷卻時(shí)間為22.4，輔助時(shí)間為7）。253. 擬定模具的結(jié)構(gòu)形式和選取注射機(jī)3.1分型面位置的確立 經(jīng)過(guò)對(duì)塑件結(jié)構(gòu)形式以及外形的分析，分型面應(yīng)該選盒蓋截面積最大并且利于開(kāi)模的地方取塑件的底平面上，方便塑件順利脫模，使塑件開(kāi)模時(shí)留在動(dòng)模一邊，便于模具加工制造。其選擇原則為 （1）保證塑件質(zhì)量。這是最基本的，必須使塑件質(zhì)量符合預(yù)定要求。（2）便于塑件脫模。易于脫模，可使生產(chǎn)率提高，塑件不易變形，提高正品率。（3）簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)。同樣一個(gè)塑件，因?yàn)榉中兔孢x擇的不同，使結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度有很大不同，合理地選擇，即可簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)。其位置如圖3所示。 圖3 塑件的分型面選擇3.2 確定型腔數(shù)量及排列方式 1）型腔數(shù)量的確定。由于此塑件的精度要求不是很高，塑件的整體尺寸也較小，而且是大批量的生產(chǎn)方式，可以使用一模多腔的結(jié)構(gòu)形式。又考慮到塑件尺寸、模具尺寸的關(guān)系和制造費(fèi)用以及各種成本費(fèi)用等方面的原因，初步確定為一模兩腔的結(jié)構(gòu)形式。 2）型腔排列形式的確定。由于此模具的選擇為一模兩腔方式，依據(jù)其型腔中心距的確立。所以流道使用S形對(duì)稱排列，使型腔進(jìn)料做到平衡均勻。如圖5所示圖4 型腔數(shù)量以及排列的布置3.3 注射機(jī)型號(hào)的確立 1）注射量的測(cè)量塑件的體積為V塑=90.443cm 塑件的質(zhì)量： m塑=V （1） =90.4430.9=81.3987g 式子中，可依據(jù)表1取0.9g/ cm。2）澆注系統(tǒng)凝料體積的起初估算 由于澆注系統(tǒng)的凝料體積在設(shè)計(jì)開(kāi)始不能確定其確切的數(shù)據(jù)，但是能夠靠經(jīng)驗(yàn)取塑料體積的0.21倍進(jìn)行估算。由于本設(shè)計(jì)采用的流道比較簡(jiǎn)單而且較短，所以澆注系統(tǒng)的凝料體積要按塑件體積的0.3倍進(jìn)行計(jì)算，所以一次注入模具型腔的塑料熔體的體積是 V總=1.3n V塑 （2） =1.3290.443=235.1518cm 3) 選擇注射機(jī) 根據(jù)以上計(jì)算得出在一次注射過(guò)程當(dāng)中注入模具型腔的塑料的總體積是V總=235.1518cm，根據(jù)參考文獻(xiàn)得出V公= V總/0.8=293.9398cm。依據(jù)以上的計(jì)算，初步選取公稱注射量為200 cm，注射機(jī)的型號(hào)是XSZY300臥式注射機(jī)，主要參數(shù)如表2 表2 注射機(jī)的主要參數(shù) 項(xiàng)目 XS-ZY-300 理論注射容積/cm3 320螺桿直徑/mm 60注射壓力/MPa 175注射行程/mm 150注射時(shí)間/s 2.5塑化能力/（g/s) 16.8注射方式 螺桿式合模力/N 15105最大成型面積/cm2 650移模行程/mm 340最大模具厚度/mm 355最小模具厚度/mm 200模板尺寸/mm 620520拉桿空間/mm 400300合模方式 液壓-機(jī)械推出形式/mm 中心推出電動(dòng)機(jī)功率/KW 17噴嘴球半徑/mm 18噴嘴口直徑/mm 5定位孔直徑/mm 150注射機(jī)的一些參數(shù)校核（1）注射機(jī)的壓力校核。依據(jù)參考文獻(xiàn)得，PP所需要的注射壓力為70120MPa，此處取P0=100MPa，注射壓力安全系數(shù)k1=1.251.4，現(xiàn)在取k1=1.3，則 k1P0=1.3100=130MPaP公，因此，注射機(jī)注射的壓力檢驗(yàn)合格。 （2）鎖模力的校核。 1） 計(jì)算分型面上的塑件的投影面積A A塑=45710 2） 分型面上的澆注系統(tǒng)的投影面積為A澆，可依照多個(gè)型腔模具的統(tǒng)計(jì)進(jìn)行分析確立。A澆是每個(gè)塑件在分型面上的投影面積A塑 0.2倍0.5倍。因?yàn)榇嗽O(shè)計(jì)的流道比較簡(jiǎn)單，分流道比較短，所以流道凝料投影面積能夠相對(duì)取小些。此處選取A澆=0.2A塑。 3） 計(jì)算分型面上的塑件及澆注系統(tǒng)的總投影面積，得 A總=n(A澆 + A塑)=n(A塑+0.2A塑) （3） =21.2 A塑=10970 cm2 4）計(jì)算模具型腔內(nèi)的漲型力 F脹， F脹= A總P模 （4） =1097035=383.95kN 式子當(dāng)中，P模為型腔的計(jì)算壓力的平均值。P模的壓力值在模具的型腔內(nèi)，一般取注射壓力的2035，大致的范圍是20MPa38 MPa。如果是黏度較大的精度以及較高的塑料制品，應(yīng)該挑選較大值。塑料是屬于中等黏度而且塑件也有一定的精度要求，所以P模取。從表可得此注射機(jī)的公稱鎖模力鎖，鎖模力的安全系數(shù)是k2=1.11.2此處取k2F脹=1.2 F脹=1.2 383.95=460.74kNF鎖,因此注射機(jī)的鎖模力滿足校核的標(biāo)準(zhǔn)。 4.澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)4.1 主流道的設(shè)計(jì) 主流道通常情況下在模具中心的塑料熔體入口處，其作用是將注射機(jī)噴嘴注射出來(lái)的熔體準(zhǔn)確無(wú)誤的導(dǎo)入分流道或者型腔當(dāng)中。主流道的形狀通常都選取為圓錐形，有益于熔體的流動(dòng)及開(kāi)模時(shí)主流道當(dāng)中的凝料可以順利地拔出。主流道的尺寸大小對(duì)熔體的流動(dòng)速率以及充型時(shí)間會(huì)直接影響。除此之外，由于主流道與高溫塑料熔體和注射機(jī)噴嘴之間要進(jìn)行多次接觸，所以在設(shè)計(jì)當(dāng)中常經(jīng)設(shè)計(jì)成可拆卸易于更換的澆口套。1）直流道尺寸確立 主流道長(zhǎng)度的大小。通常由模具結(jié)構(gòu)形式確立，對(duì)于小型模具L值應(yīng)盡可能小于65mm，此次設(shè)計(jì)中初步以50mm進(jìn)行計(jì)算。 主流道小端直徑d=注射機(jī)噴嘴尺寸=4mm 主流道大端直徑D=d+L主tana=8mm，式中a=4。 主流道球面半徑SR=注射機(jī)噴嘴球頭半徑18mm。 球面的配合高度h=3mm。 主流道凝料的凝料體積 （5） 主流道當(dāng)量半徑 （6） （2） 主流道澆口套的形式 主流道襯套是標(biāo)準(zhǔn)件能夠選購(gòu)。主流道小端入口處和注射機(jī)噴嘴多次接觸，易出現(xiàn)磨損。因此對(duì)材料有嚴(yán)格要求，雖然為小型注射模，但可以將主流道襯套和定位圈設(shè)計(jì)為一個(gè)整體來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題，可是考慮以上因素的影響一般仍將它們分開(kāi)進(jìn)行設(shè)計(jì)，這樣容易拆卸更換。與此同時(shí)也方便挑選優(yōu)質(zhì)鋼材進(jìn)行單獨(dú)的加工以及熱處理工藝。此設(shè)計(jì)中澆口套能夠使用碳素工具鋼T10A，熱處理淬火表面硬度必須達(dá)到50HRC55HRC方可。定位圈的結(jié)構(gòu)形式由總裝圖進(jìn)行確定。 4.2 分流道的設(shè)計(jì) 1）分流道的放置形式 為了盡可能地減少流體在流道內(nèi)的壓力損失及盡量避免熔體的溫度過(guò)低，且要考慮到減少分流道的容積及確保壓力平衡，故使用平衡式分流道。如圖所示： 圖6 分流道布置形式2）分流道的長(zhǎng)度 依據(jù)兩個(gè)型腔的結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì)，分流道長(zhǎng)度適中就行，如上圖。3）分流道的當(dāng)量直徑的確定 流過(guò)一級(jí)分流道塑件的質(zhì)量為 m=V （7） =90.4430.9=81.3987200g 此塑件的壁的厚度為2mm，質(zhì)量少于200g，使用以下的經(jīng)驗(yàn)公式便可確定分流道的直徑D （8） 注 D為分流道直徑（mm）；m為塑件的質(zhì)量（g）；L為分流道的長(zhǎng)度(mm)。4）分流道的截面形狀確定 此設(shè)計(jì)使用圓形截面，加工工藝性優(yōu)秀，而且塑料熔體的熱量散失、流動(dòng)阻力都不是太大。5）分流道界面的大小圓形直徑=8mm。6）凝料體積(1)分流道的長(zhǎng)度為L(zhǎng)分=（1/2R+10+3）2 （9） =125mm (2)分流道截面積 A分= （10） =3.1442=50.24mm2 (3)凝料的體積 V分=L分A分 （11） =12550.24=6280mm3=6.28cm33）校核剪切的速度（1）確定注射得時(shí)間，查表可知，取t=2s 1)計(jì)算單邊分流道體積的流量為 （12） 2)剪切速率為 （13） 4）分流道表面的粗糙度以及脫模斜度 分流道表面的粗糙度要求不是很高，通常取Ra 1.252.5m便能滿足條件，這里取Ra=1.6m。除此之外脫模斜度通常在510之間選擇，通過(guò)以上計(jì)算脫模的斜度是9.6，脫模斜度滿足條件。4.3 澆口的設(shè)計(jì) 這個(gè)產(chǎn)品不能有裂開(kāi)的紋絡(luò)以及變形缺陷等，表面質(zhì)量的要求較高，使用一模兩腔的注射方式，為了益于調(diào)整充模時(shí)封閉時(shí)的時(shí)間及剪切的速率，故采用側(cè)澆口的進(jìn)料方法。因?yàn)槠浣缑嫘螤钕鄬?duì)而言比較簡(jiǎn)單，易于加工，試模后的修正也方便，且澆口開(kāi)設(shè)在分型面上，所以從型腔的邊緣進(jìn)料。(1)側(cè)澆口的尺寸的確立 1)計(jì)算澆口的深度 依據(jù)參考文獻(xiàn)1表2-6，知測(cè)澆口的深度hh=nt （14） =0.62=1.2mm 上式n是塑料成型系數(shù)，因塑料的性質(zhì)而決定，取n=0.6，t為塑件的厚度，t=2mm。 2）計(jì)算測(cè)澆口的長(zhǎng)度依據(jù)參考文獻(xiàn)1表2-6，可知測(cè)澆口的寬度： （15） 注: A是凹模的內(nèi)表面，n是塑料系數(shù)。 3）算出側(cè)澆口的長(zhǎng)度。取側(cè)澆口長(zhǎng)度 (2)校核側(cè)澆口的剪切速率 1）確定注射的時(shí)間：依據(jù)參考文獻(xiàn)表2-3，取t=2s；2）澆口體積流量的計(jì)算：q澆=V塑/t （16） =90.443/2=45.2215cm/s 3）澆口剪切速率的計(jì)算：依據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式得=3.3q澆/Rn34104/s,所以剪 切得速率是及格的。4.4 校核主流道的剪切速率 由以上計(jì)算得知了塑件的體積、主流道的體積、分流道的體積以及主流道當(dāng)量的半徑，故可校核主流道熔體的剪切速率，如下 (1)計(jì)算主流道體積流量： （17） (2)主流道剪切速率的計(jì)算： （18） 主流道的最佳剪切速率在51025103/s之間，所以主流道的剪切速率是符合的。4.5 冷料穴的設(shè)計(jì)和計(jì)算 冷料穴在主流道正對(duì)面的動(dòng)模板的上面，其作用為儲(chǔ)存熔體前端的冷料，為了防止冷料進(jìn)入模具型腔，破壞塑件的表面質(zhì)量。這次塑件模具的設(shè)計(jì)不但開(kāi)設(shè)了主流道冷料穴而且還開(kāi)設(shè)了分流道冷料穴。此塑件要求表面沒(méi)有印痕，使用脫模板推出塑件，所以使用與球頭形拉料桿相配對(duì)的冷料穴。5.成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算5.1 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （1）凹模結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。凹模的作用是成型塑件的外表面的成型零件。根據(jù)凹模結(jié)構(gòu)方式的不同可以把它分為整體式、組合式、整體嵌入式以及鑲拼式四種模式。通過(guò)對(duì)制件的結(jié)構(gòu)分析，此設(shè)計(jì)中使用整體嵌入式凹模，如圖示。 圖7 凹模結(jié)構(gòu) （2）凸模結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)：凸模為成型塑件內(nèi)表面的成型部件。凸模有整體式以及組合式兩種。此次設(shè)計(jì)使用整體式。 圖8 凸模結(jié)構(gòu)5.2 成型零件鋼材的選擇 依據(jù)對(duì)成型制件的整體分析，此塑件產(chǎn)品的成型零件必須有足夠的強(qiáng)度、剛度、耐磨性以及優(yōu)秀的抗疲勞性能，與此同時(shí)還要考慮其機(jī)械加工性能及拋光性能。因?yàn)檫@個(gè)塑件采用大批量的生產(chǎn)方式，所以構(gòu)成行腔的嵌入式凹模鋼材必須選用3Cr2Mo。對(duì)用來(lái)成型塑件內(nèi)表面的型芯來(lái)講，因?yàn)槊撃r(shí)會(huì)與塑件產(chǎn)生較嚴(yán)重的磨損，所以鋼材必須選用3Cr2Mo鋼，還要進(jìn)行滲碳處理。5.3 成型零件工作尺寸的計(jì)算 塑件外形的尺寸LS以及高度尺寸HS是最大的尺寸，公差值為負(fù)，制造公差值z(mì)為正；塑件內(nèi)腔尺寸ls以及深度尺寸hs是最小的尺寸，公差值為正，其制造公差值z(mì)是負(fù)數(shù)；塑件中心距CS和模具中心距CM為公稱尺寸，公差值是正負(fù)z/2。 相對(duì)應(yīng)的制造公差是1=0.7mm； ，相對(duì)應(yīng)的制造公差是2=0.6mm。（1）計(jì)算凹模徑向的尺寸： (19) (20) 以上兩式當(dāng)中，Scp是塑件的平均收縮率，通過(guò)查表1可得PE的收縮率是1.0%2.0%，因此其平均收縮率是=(0.01+0.02)/2=0.015，通過(guò)參考文獻(xiàn)表2-10知x1=0.56，x2=0.58；中小型的塑件取z=/6。（2）計(jì)算凹模的深度尺寸： 塑件高度的最大尺寸為Hs1=20+0.2 -0.1mm=20.20 -0.3mm，對(duì)應(yīng)s1=0.3mm，則 (21) 根據(jù)參考文獻(xiàn)表2-10知x1=0.7。（3）計(jì)算凸模徑向的尺寸： ，對(duì)應(yīng)制造公差為1=0.55mm； ,對(duì)應(yīng)制造公差為2=0.5mm. （22） （23） 根據(jù)參考文獻(xiàn)表2-10知x1=0.65,x2=0.7。（4）計(jì)算凸模高度的尺寸： ，對(duì)應(yīng)制造公差為=0.2 （24）5.4 成型零件尺寸和動(dòng)模墊板的厚度的計(jì)算（1） 凹模側(cè)壁的厚度的計(jì)算 凹模側(cè)壁的厚度和型腔內(nèi)的壓強(qiáng)以及凹模的深度有聯(lián)系，此厚度經(jīng)過(guò)剛度公式計(jì)算得 （25） 式中，p是型腔的壓力（MPa),E是材料的彈性模量（MPa)，h 是塑件的高度，p是模具剛度計(jì)算許用變形量，據(jù)參考文獻(xiàn)可知，其中。 凹模嵌件單邊的厚度是15mm，因?yàn)槭褂肧型腔結(jié)構(gòu)，型腔間的壁厚S1=50mm，又因?yàn)樾颓徊簧畲?，這個(gè)間隔可以滿足要求。依據(jù)型腔的布置，初步認(rèn)為模板尺寸使用550mm550mm,這個(gè)尺寸可以滿足強(qiáng)度及剛度要求。（2） 動(dòng)模墊板的厚度的計(jì)算 動(dòng)模墊板厚度與選好的模架兩個(gè)墊塊間的跨度有聯(lián)系，依據(jù)以前所選的模架500mm500mm,依據(jù)參考文獻(xiàn)表7-4可知墊塊跨度L=W-2W2=550-2100=350mm。剛動(dòng)模墊板的厚度為 （26） 其中, L是兩個(gè)墊板間距離大概350mm；L1是動(dòng)模墊板的長(zhǎng)，這里取550；A是兩個(gè)型芯投影在動(dòng)模板上面積。6.脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)6.1 脫模力的計(jì)算（1） 主型芯脫模力 (27) 上式當(dāng)中，K是脫模斜度系數(shù) (28) 是脫模斜度； fc是脫模系數(shù)； 是塑料的線膨脹系數(shù)； E是塑料在脫模溫度下的抗拉彈性模理； Tf是塑料軟化的溫度 Tj是脫模時(shí)塑件的溫度 t 是塑件壁厚 h 是型芯脫模方向高度6.2 確定其推出的方式使用推桿推出方式（1） 推出桿的面積，可設(shè)推出桿是8根10mm圓推桿，推出的面積是 (29)（2）推出桿的推出應(yīng)力，根據(jù)參考文獻(xiàn)許用應(yīng)力=8MPa=F/A (30) =37.62/628=0.06MPa8MPa所以，使用推桿推出為合格的。7.模架的確定依據(jù)模具型腔的布局中心距和凹模嵌件的尺寸大小能夠得出凹模嵌件占的平面尺寸是450mm185mm,型腔占的平面尺寸是400mm175mm，利用經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計(jì)算，即，通過(guò)查表可知W=350，所以要采用350mm350mm的模架。7.1 各模板尺寸的確立（1） A板的尺寸：A板是定模型腔板，其塑件高度是20mm，想到模板上需要開(kāi)設(shè)別的水道，必須留出足夠多空間，取A板厚度為40mm。（2） B板的尺寸：B板是型芯固定板，取40mm。（3） C板的尺寸：墊塊=110mm。7.2 模架各尺寸的校核 依據(jù)所選擇的注射機(jī)進(jìn)行校此該模具設(shè)計(jì)尺寸。 1）模具的平面尺寸，校核符合標(biāo)準(zhǔn)。 2）模具的高度尺寸 ，校核符合標(biāo)準(zhǔn)。 3)模具的開(kāi)模行程，校核符合標(biāo)準(zhǔn)。 注： 。8. 排氣槽的設(shè)計(jì) 此塑件產(chǎn)品因?yàn)槭褂玫氖莻?cè)澆口進(jìn)料的方式，熔體經(jīng)過(guò)塑件產(chǎn)品下方臺(tái)階向上方填滿型腔，每一個(gè)型芯上設(shè)計(jì)有兩根或者4根推桿，它們的配合間隙能夠作為氣體排出的方式，頂部不會(huì)產(chǎn)生憋氣的情景。且底面的氣體會(huì)隨著分型面、型芯和推件板之間的空隙向外排出。9. 冷卻系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)9.1 冷卻介質(zhì) PP屬于流動(dòng)性非常之好的的材料，它的成型溫度和模具溫度是2065，熱變形的溫度是5667。因此模具的溫度初步?jīng)Q定為40，用20水對(duì)模具來(lái)冷卻便能夠滿足要求。9.2 冷卻系統(tǒng)的簡(jiǎn)單計(jì)算 1)單位時(shí)間內(nèi)倒入此模具中塑料熔體總質(zhì)量為W（1） 塑料制品體積為 (31) （2） 塑件制品質(zhì)量為 (32) （3）塑件壁厚為2mm，依據(jù)參考文獻(xiàn)可知=20s。設(shè)注射的時(shí)間=2s，脫模的時(shí)間=8.0s，所以注射的周期為t=+=30s。 所以每小時(shí)注射的次數(shù)N=120次 單位時(shí)間內(nèi)倒入模具的塑料熔體的總質(zhì)量：W=Nm=1200.0814=9.77kg/h2)確定其單位質(zhì)量塑件在凝固時(shí)可以放出的熱量 依據(jù)參考文獻(xiàn)知，PP的單位熱流量的數(shù)據(jù)范圍在（250355）kJ/kg之間，這里取315kJ/kg。3）冷取水體積流量的計(jì)算 假設(shè)冷卻水道入水口水溫是=20，設(shè)定水的密度1000kg/m，水的比熱容c=4.187kJ/(kg.)。依據(jù)公式可知 (33)4)冷卻水路直徑d 當(dāng)時(shí)，依據(jù)參考文獻(xiàn)知，為了讓冷卻水在湍流狀態(tài)，這里取模具冷卻水孔直徑d=6mm。5）冷卻水在管道里的流速 (34)6）計(jì)算出冷卻管和水交界面的膜轉(zhuǎn)熱系數(shù) 由于平均水溫為23.5，依據(jù)參考文獻(xiàn)知f=0.672(35)7）求出冷卻水通道導(dǎo)熱的總面積A (36)8）求出模具冷卻水管總的長(zhǎng)度L (37)9）冷卻水路的根數(shù)x 設(shè)定每一條水路的長(zhǎng)度是l=300mm，則冷卻水路根數(shù)是 (38) 由以上數(shù)據(jù)知，一條冷卻水道便可滿足模具。10.導(dǎo)向與定位結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 注射模的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用是動(dòng)、定模間的開(kāi)合以及拖模機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向。按作用分以分成模外定位以及模內(nèi)定位兩種方式。模外定位是利用定位圈以及注射機(jī)的配合來(lái)完成，能夠使模具的澆口套以及注射機(jī)噴嘴做到精準(zhǔn)的定位；但是模內(nèi)定位機(jī)構(gòu)就利用導(dǎo)柱套來(lái)合模定位的。錐面定位的作用是動(dòng)、定模間的精密定位方式。這個(gè)模具所成型的塑件比較簡(jiǎn)化，模具定位精度的需求沒(méi)有好高，所以可以使用模架自身所帶的定位機(jī)構(gòu)。 推板模具是使用推板導(dǎo)柱鎖定在動(dòng)模座板上的方法，導(dǎo)柱的作用主要是對(duì)推出系統(tǒng)導(dǎo)向。模具設(shè)定了4跟導(dǎo)柱以及導(dǎo)套，其間使用H7/h6配合，其形狀如下圖。結(jié)束語(yǔ) 畢業(yè)設(shè)計(jì)終于告一段落,本月有成功有失敗,有歡樂(lè),有沮喪,但更多的是一種成就感,從設(shè)計(jì)到布局的設(shè)計(jì)計(jì)算是建立。 從這個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我鍛煉獨(dú)立解決問(wèn)題的能力,要求更嚴(yán)格的態(tài)度。更讓我意識(shí)到模具設(shè)計(jì),不僅要統(tǒng)籌規(guī)劃,整體考慮,仍然需要仔細(xì)分析,對(duì)細(xì)節(jié)的關(guān)注。充分利用的設(shè)計(jì)讓我的理論知識(shí)到實(shí)際操作,讓我多角度、多維意識(shí),了解注塑模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則、設(shè)計(jì)要點(diǎn)。 例如:設(shè)計(jì)模具。澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、腔的布局,分型面。對(duì)于更復(fù)雜的產(chǎn)品仍然需要了解環(huán)境、性能、精度要求,這樣我們可以更好地從塑料品種的流動(dòng)性、收縮、透明度、機(jī)械強(qiáng)度、尺寸公差、表面粗糙度等各個(gè)方面來(lái)確定注塑工藝和燃料經(jīng)濟(jì)的可能性。這樣我們可以縮短模具制造周期,提高模具的設(shè)計(jì)水平。參考文獻(xiàn)1 葉久新，王群. 塑料成型工藝分析及模具設(shè)計(jì)M. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社. 2007.2 伍先明，張蓉. 塑料模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)M. 北京：國(guó)防工業(yè)出版社. 2006.3 編寫(xiě)組. 塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)M. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社. 1994.4 章飛 .型腔模具設(shè)計(jì)與制造M. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社.2003.5 劉朝儒，吳志軍.機(jī)械制圖M. 第五版. 北京：高等教育出版社2006.6 展迪優(yōu)，UG NX8.0模具設(shè)計(jì)教程M.第三版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社2011.7 展迪優(yōu)，UG NX8.0產(chǎn)品設(shè)計(jì)實(shí)例精解M.第三版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社2011致 謝 首先,感謝母校多年來(lái)對(duì)我的培訓(xùn)和教育,讓我在這幾年的大學(xué)生活,不僅要學(xué)習(xí)科學(xué)文化知識(shí),還學(xué)習(xí)了人類行為,提高他們分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。其次要感謝老師多年來(lái)的努力,正是因?yàn)樗麄兊呐?就沒(méi)有我們的今天,尤其要感謝我的導(dǎo)師XXX副教授和XXX副教授,幫助我能夠成功地完成我的畢業(yè)設(shè)計(jì)。同時(shí)也要感謝我的同學(xué)和朋友們多年來(lái)對(duì)我的關(guān)心和幫助! 因?yàn)闇?zhǔn)備時(shí)間倉(cāng)促,而不是綜合信息查詢,這個(gè)設(shè)計(jì)有很多的不足,希望專家、教授可以諒解。再一次感謝您!