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畢 業(yè) 設(shè) 計 任 務(wù) 書 1、已知條件： 電風(fēng)扇罩零件圖 （1）材料：PP （2）生產(chǎn)批量：46 萬件/年 2、設(shè)計要求： （1）按要求寫出開題報告； （6）畫出電風(fēng)扇罩產(chǎn)品 2D 圖和 3D 圖； （2）結(jié)合設(shè)計課題到工廠進(jìn)行畢業(yè)實習(xí)； （3）收集國內(nèi)外有關(guān)情報資料，查閱有關(guān)文獻(xiàn)資料 15 篇以上。 （4）檢索與閱讀與設(shè)計題目相關(guān)的外文資料，并書面翻譯，3 篇（并不少于 1.0 萬字）的外文資料。 （5）在分析、計算、選擇和設(shè)計的基礎(chǔ)上編寫出不少于 2 萬字的設(shè)計計算說明書 （含文獻(xiàn)綜述） ； （7）設(shè)計出電風(fēng)扇罩注塑模的裝配圖和主要零件圖； （8）用 Pro/E 分模，并進(jìn)行開模動作模擬仿真。 （9）繪制工程圖折合 A0 號幅面的圖紙不少于 3 張。 （10）制訂一個主要零件的加工工藝，生成模具型腔的刀具路徑并進(jìn)行模擬仿真； （11）準(zhǔn)備和參加畢業(yè)答辯。 3、工作進(jìn)度： （1）查閱設(shè)計資料、寫出開題報告（1 周） ； （2）結(jié)合設(shè)計課題進(jìn)行畢業(yè)實習(xí)（調(diào)研） ，并寫出 60008000 字的文獻(xiàn)綜述； （1 周） ； （3）外文翻譯（0.5 周） ； （4）繪制產(chǎn)品零件圖（2D 圖）和模具結(jié)構(gòu)方案設(shè)計（1 周） ； （5）草圖設(shè)計（1 周） ； （6）工作圖設(shè)計（含裝配圖和零件圖） （5 周） ； （7）模具分模及開模動作仿真（2 周） ； （8）制訂模具加工工藝，生成模具型腔的刀具路徑并進(jìn)行模擬仿真（1.5 周） ； （9）整理設(shè)計計算說明書（1.5 周） ； （10）修改設(shè)計（0.5 周） ； （11）準(zhǔn)備和參加畢業(yè)答辯（0.5 周） 。 4、主要參考資料： 1上海模具技術(shù)協(xié)會著.塑料技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)大全.M.杭州：浙江科學(xué)技術(shù)出版社， 1990. 2王孝培主編.塑料成型工藝及模具簡明手冊.M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2000. 3黨根茂主編.模具設(shè)計與制造.M.西安：西安電子科技大學(xué)出版社，1997. 4陳萬林等主編.實用塑料注射模具設(shè)計與制造.M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社, 2002. 5賈潤禮等主編.實用注塑模設(shè)計手冊. M.北京：中國輕工業(yè)出版社，2002. 6（德）E 林納主編.注射成型模具設(shè)計 108 例. M.北京：輕工業(yè)出版社， 2001. 7徐佩弦編著.塑料制品與模具設(shè)計. M.北京：中國輕工業(yè)出版社，2001 年. 8詹友剛編著.Pro/ENGINEER 中文野火版 2.0 基礎(chǔ)教程. M.北京：清華大學(xué) 出版社，2005.3. 9曹巖主編.Pro/ENGINEER wildfire 產(chǎn)品設(shè)計實例精解.M.北京：機(jī)械工業(yè) 出版社，2005.9 10佟河亭主編.Pro/ENGINEER wildfire 中文版習(xí)題精解.M.北京：人民郵電 出版社，2006.4. 11張祥杰.Pro/ ENGINEER wildfire 模具設(shè)計M.北京：中國鐵道出版社， 2002. 12 黃曉燕.模具 CAD/CAM 實用教程 Pro/ENGINEER 軟件M. 北京：清華大學(xué) 出版社，2004 年. 13 二代龍震工作室主編.Pro/MOLDESIGN Wildfire 2.0 模具設(shè)計.北京:電子工 業(yè)出版社.2005.2 14 何滿才主編. 模具設(shè)計 Pro/ENGINEER Wildfire 中文版實例詳解.北京:人 民郵電出版社.2005.1 15 關(guān)興舉主編. Pro/ENGINEER 塑料模具設(shè)計.北京:人民郵電出版社.2006.2 16余強(qiáng)主編.Pro/E 模具設(shè)計基礎(chǔ)教程,北京:清華大學(xué)出版社.2005.9 17林清安主編 Pro/ENGINEER Wildfire 2.0 模具設(shè)計北京：電子工業(yè)出版 社2005.4 18周峻辰主編. Pro/ENGINEER 中文野火版塑料模具設(shè)計專家實例精講M. 北 京：中國青年出版社，2006.12 P190 19孫中柏主編. Mastercam9.1 模具設(shè)計與加工范例M. 北京：清華大學(xué)出版 社，2006.3 20洪慎章主編. 注塑加工速查手冊. 北京：機(jī)械加工出版社.2009.9. 21楊占堯. 注射模具典型結(jié)構(gòu)圖例. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社.2005.5. 22葉久新，王群. 塑料成型及模具設(shè)計. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社. 2007.11（2010.8 重?。? 23黃鎮(zhèn)昌. 互換性與測量技術(shù). 廣州：華南理工大學(xué)出版社.2009.8（2010.1 重 ?。? 24汪萬清主編. 機(jī)械加工工藝基礎(chǔ). 重慶：重慶大學(xué)出版社.1994. 25李云程主編. 模具制造工藝學(xué). 北京：機(jī)械加工出版社.1992. 26孔德音主編. 模具制造學(xué). 北京：機(jī)械加工出版社.1996. 27劉繼林主編. 機(jī)械加工工藝基礎(chǔ). 長沙：湖南科學(xué)技術(shù)出版社.1995. 指導(dǎo)教師 接受論文任務(wù)開始執(zhí)行日期 2012 年 3 月 12 日 學(xué)生簽名 摘要 I 摘要 通過對電風(fēng)扇罩進(jìn)行成型工藝分析，選擇了成型工藝參數(shù)，確定了分型面的位置， 設(shè)計了一模一腔的注射模具。重點介紹了注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計和工作過程，主要包括以 輪輻式為澆口的澆注系統(tǒng)設(shè)計，型芯和型腔立體式冷卻水道的分別設(shè)計，側(cè)向分型與 抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計，順序脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計，以及成型零件的設(shè)計。同時制訂模具加工工 藝，通過用 CAM 軟件生成模具型腔的刀具路徑并進(jìn)行加工模擬仿真。實踐證明該模具 結(jié)構(gòu)合理、動作可靠、塑件質(zhì)量滿足設(shè)計要求。 關(guān)鍵詞：注塑成型 輪輻式澆口 立體冷卻水道 側(cè)抽芯機(jī)構(gòu) 模擬仿真 Abstract II Abstract Based on the the analysis of the cover of fanner forming process, the molding process parameters was selected, and the parting surface location was determined, and one mold one cavity was designed. It introduces the priority in the injection mold structure and mold design process, which including the design of the spoke tape gating system, and the different design of stereo type cooling waterway of the core and cavity, and the side parting and core pulling mechanism design, and sequential demoulding mechanism design, also the into parts design of the mold. At the same time the mold processing technology was developed. The mold cavity tool path, as well as the processing simulation was built by the CAM software. The practical production proves that the mould structure is reasonable, action is reliable and the quality of plastic parts meet design requirements. Key words: injection molding, spoke type gate, stereo cooling waterway, side core-pulling mechanism, simulation 目錄 目錄 摘要 ...........................................................................................................................................................................I Abstract...................................................................................................................................................................II 第 1 章 塑件成型工藝性分析 ...............................................................................................................................1 1.1 塑件結(jié)構(gòu)工藝性的分析 ................................................................................................................................1 1.1.1 塑件尺寸精度分析 ................................................................................................................................1 1.1.2 塑件的表面質(zhì)量 ....................................................................................................................................2 1.1.3 脫模斜度 ................................................................................................................................................2 1.1.4 加強(qiáng)筋 ....................................................................................................................................................2 1.1.5 側(cè)沉孔 ....................................................................................................................................................2 1.2 塑件材料的使用性能 ....................................................................................................................................2 1.3 塑件材料的工藝性能 ....................................................................................................................................2 1.4 PP 的成型工藝參數(shù) .......................................................................................................................................2 第 2 章 塑料成型工藝與設(shè)備的確定 ...................................................................................................................4 2.1 初步選擇注射成型設(shè)備 ................................................................................................................................4 2.1.1 依據(jù)最大注射量初選設(shè)備 ....................................................................................................................4 2.1.2 注射機(jī)的相關(guān)參數(shù)的校核 ....................................................................................................................5 2.2 塑件成型工藝參數(shù)的確定 ............................................................................................................................6 第 3 章 分型面與澆注系統(tǒng)的設(shè)計 .......................................................................................................................7 3.1 分型面的設(shè)計 ................................................................................................................................................7 3.1.1 分型面位置的確定 ................................................................................................................................7 3.1.2 型腔數(shù)目與分布 ....................................................................................................................................7 3.2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 ............................................................................................................................................8 3.2.1 主流道設(shè)計 ............................................................................................................................................8 3.2.2 分流道設(shè)計 ............................................................................................................................................9 3.2.3 澆口設(shè)計 ..............................................................................................................................................10 3.2.4 校核主流道的剪切速率 ......................................................................................................................10 3.2.5 冷料穴的設(shè)計 ......................................................................................................................................11 3.2.6 排氣的設(shè)計 ..........................................................................................................................................11 第 4 章 成型零件的設(shè)計 .....................................................................................................................................12 4.1 成型零件設(shè)計 ..............................................................................................................................................12 4.1.1 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 ..........................................................................................................................12 4.1.2 成型零件鋼材的選用 ..........................................................................................................................12 4.2 成型零件工作尺寸的計算 ..........................................................................................................................13 4.2.1 凹模徑向尺寸的確定 ..........................................................................................................................13 4.2.2 凸模徑向尺寸的確定 ..........................................................................................................................13 4.2.3 凹模深度尺寸的確定 ..........................................................................................................................14 4.2.4 凸模高度尺寸的確定 ..........................................................................................................................14 4.2.5 凹模側(cè)壁厚度的確定 ..........................................................................................................................14 目錄 4.2.6 動模墊板厚度的確定 ..........................................................................................................................15 第 5 章 脫模機(jī)構(gòu)及側(cè)抽機(jī)構(gòu)的設(shè)計 .................................................................................................................16 5.1 推出方式和脫模順序的確定 ......................................................................................................................16 5.2 脫模力的確定 ..............................................................................................................................................17 5.2.1 脫模力的計算 ......................................................................................................................................17 5.2.2 校核推出機(jī)構(gòu)作用在塑件上的單位壓力 ..........................................................................................17 5.3 脫模板厚度的計算 ......................................................................................................................................17 5.4 側(cè)抽芯結(jié)構(gòu)的設(shè)計 ......................................................................................................................................18 5.4.1 抽芯距的計算 ......................................................................................................................................18 5.4.2 抽芯力和斜導(dǎo)柱直徑的計算 ..............................................................................................................18 5.4.3 滑塊的設(shè)計 ..........................................................................................................................................19 5.5 模具工作過程 ..............................................................................................................................................20 第 6 章 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計 .............................................................................................................................21 6.1 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的相關(guān)計算 ..........................................................................................................................21 6.1.1 冷卻介質(zhì) ..............................................................................................................................................21 6.1.2 冷卻系統(tǒng)的計算 ..................................................................................................................................21 6.2 冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu) ..............................................................................................................................................22 6.2.1 型腔冷卻水道結(jié)構(gòu) ..............................................................................................................................22 6.2.2 型芯冷卻水道結(jié)構(gòu) ..............................................................................................................................22 第 7 章 模架及導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)的設(shè)計 .............................................................................................................23 7.1 各模板尺寸的確定 ......................................................................................................................................23 7.2 模架各尺寸的校核 ......................................................................................................................................23 7.3 導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)的設(shè)計 ..............................................................................................................................23 第 8 章 成型零件的加工 .....................................................................................................................................24 8.1 非標(biāo)準(zhǔn)成型零件加工工藝規(guī)劃 ..................................................................................................................24 8.2 成型零件數(shù)控加工工藝單 ..........................................................................................................................27 8.3 成型零件加工仿真圖 ..................................................................................................................................28 設(shè)計總結(jié) .................................................................................................................................................................30 參考文獻(xiàn) .................................................................................................................................................................31 附件一：外文翻譯 .................................................................................................................................................32 附件二：計算機(jī)編程程序 .....................................................................................................................................37 第 1 章 塑件材料的分析與塑件結(jié)構(gòu)工藝性的確定 1 第 1 章 塑件成型工藝性分析 1.1 塑件結(jié)構(gòu)工藝性的分析 電風(fēng)扇罩制件材料為 PP，其尺寸和三維造型如圖 1-1。該制件主要是以筒形為主， 在上部的側(cè)面位置處有沉孔，為了注出此沉孔，需要采用側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)，設(shè)計時側(cè)向 抽芯是重點考慮的部分；此外在上部的位置處還有四處加強(qiáng)筋，在設(shè)計模具是要特別 注意該處，必要時可將結(jié)構(gòu)做進(jìn)一步的改進(jìn)；該制件的結(jié)構(gòu)要求并不是很高，在設(shè)計 模具時候要考慮一些即經(jīng)濟(jì)，又實用的方法改進(jìn)模具的結(jié)構(gòu)，以期達(dá)到最佳的設(shè)計效 果，有助于實際的生產(chǎn)。 圖 1-1 電風(fēng)扇罩尺寸和三維圖 1.1.1 塑件尺寸精度分析 根據(jù)題目要求可知，該塑件尺寸精度無特殊要求，所有尺寸均為自由尺寸。因影 響塑料制品的尺寸精度的主要因素是材料的收縮和模具的制造誤差。查得 PP 的收縮率 為 1.0%2.5%,分析時都采用 S=1.75%。由于對于制品的精度無特殊要求，根據(jù) GB/T14486-1993 規(guī)定，參照下表 1-1 的收縮特性和選用的公差等級，可得到制件的公 差等級為 MT6。 表 1-1 收縮特性和選用的公差等級 公差等級 標(biāo)準(zhǔn)公差尺寸 收縮率特性 值 S(%) 高精度 一般精度 未標(biāo)準(zhǔn)公差尺寸 01 12 23 3 MT2 MT3 MT4 MT5 MT3 MT4 MT5 MT6 MT5 MT6 MT7 MT7 第 1 章 塑件材料的分析與塑件結(jié)構(gòu)工藝性的確定 2 1.1.2 塑件的表面質(zhì)量 塑件外表面要求粗糙度較低，表面光滑，內(nèi)表面要求更低點。而 PP 在不同加工方 法所能達(dá)到的表面的粗糙讀值為 0.11.6m。因為對表明粗糙度無特殊要求，為了方 便實際的加工，制造加工過程中可選擇 Ra=0.8m。 1.1.3 脫模斜度 因該塑件沒有設(shè)定脫模斜度，又該制件本身具有具有斜度，適合脫模，固塑件成型 部分的脫模不需脫模斜度，而其他輔助脫模的脫模斜度設(shè)定為 。0.5 1.1.4 加強(qiáng)筋 該塑件高度較大，在頂部需要加強(qiáng)筋加強(qiáng)中間孔壁的強(qiáng)度，故設(shè)計有 4 條加強(qiáng)筋。 1.1.5 側(cè)沉孔 該塑件有一個直徑為 3.4mm 和 6.7mm 的沉孔，需要使用側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)來成型。 通過以上分析可知，該制件結(jié)構(gòu)屬于中等程度，結(jié)構(gòu)工藝性合理；制件尺寸 精度一般，對應(yīng)的模具零件的尺寸加工容易保證。 1.2 塑件材料的使用性能 聚丙烯（PP）為半結(jié)晶性樹脂，具有無毒、無味，密度小(是最輕的塑料)等特點， 強(qiáng)度、剛度、硬度耐熱性均優(yōu)于 LDPE（低壓聚乙烯）,可在 100 度左右使用。具有良好 的電性能和高頻絕緣性不受濕度影響，但低溫時變脆，不耐磨，光氧作用下易降解老 化.適于制作一般機(jī)械零件,耐腐蝕零件和絕緣零件，如電器絕緣材料、電氣制品的被 覆、機(jī)器包裝用薄皮。常見的酸、堿有機(jī)溶劑對它幾乎不起作用，可用于如容器、食 具等日常用具和其他如膠卷、水管等各種成型品。 1.3 塑件材料的工藝性能 1結(jié)晶料，濕性小，易發(fā)生融體破裂，長期與熱金屬接觸易分解。 2流動性好，但收縮范圍及收縮值大，易發(fā)生縮孔，凹痕，變形。 3冷卻速度快，澆注系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)應(yīng)緩慢散熱，并注意控制成型溫度，料溫低 溫高壓時容易取向，模具溫度低于 50 度時，塑件不光滑，易產(chǎn)生熔接不良，流痕，90 度以上易發(fā)生翹曲變形。 4塑料壁厚須均勻，避免缺膠，尖角，以防應(yīng)力集中。 1.4 PP 的成型工藝參數(shù) 1.注射成型過程 第 1 章 塑件材料的分析與塑件結(jié)構(gòu)工藝性的確定 3 1）成型前的準(zhǔn)備。對 PP 的色澤、粒度和均勻度等進(jìn)行檢驗，并進(jìn)行預(yù)熱。 2）注射過程。塑件在注射機(jī)料筒內(nèi)經(jīng)過加熱、塑化達(dá)到流動狀態(tài)后，由模具的主 系統(tǒng)進(jìn)入模具型腔成型，其過程可分為充模、壓實、保壓、倒流和冷卻五個階段。 2.PP 的注射工藝參數(shù)如表 1-2 所示。 表 1-2 PP 注射工藝參數(shù) 溫度/ C80100 壓力/ MPa70120干燥 處理 時間/h 34 注射 時間/ s15 后部/ 160180 壓力/ 5060 中部/ 180200 保壓 時間/ 2050 料筒 溫度 前部/ 200230 降溫固化時間/ s1530 注射機(jī)類型 螺桿式 成型周期/ 4090 溫度/ C180190 轉(zhuǎn)速/r.min -1 3060 噴嘴 結(jié)構(gòu) 直通式 螺桿 結(jié)構(gòu)形式 突變型 模具溫度/ 4080 第 2 章 塑料成型工藝與設(shè)備的確定 4 第 2 章 塑料成型工藝與設(shè)備的確定 2.1 初步選擇注射成型設(shè)備 2.1.1 依據(jù)最大注射量初選設(shè)備 1 計算單個塑件的體積。通過根據(jù)制件的三維造型，利用三維軟件 Pro/E 分析計 算得 塑件體積： 3c15.2mV塑 塑件質(zhì)量： g94.0塑 式中取 PP 材料的密度 3/90.g 2 澆注系統(tǒng)凝料體積的初步估算 澆注系統(tǒng)的凝料在設(shè)計之前是不能確定準(zhǔn)確的數(shù)值，但是可以根據(jù)經(jīng)驗按塑件體 積的 0.21 倍來估算。由于本次采用的流道較短。因此澆注系統(tǒng)的凝料按塑件體積的 0.5 倍來估算，故以此注入模具腔塑料熔體的總同一級（即澆注系統(tǒng)的凝料和塑件體積 之和）為 3c2.1685..125.0mV）（塑總 3 選擇注射機(jī) 根據(jù)第二步計算得出以此注入模具型腔的塑料總質(zhì)量 ，結(jié)合公式3c2.168mV總 。根據(jù)以上的計算，初步選定公稱注射量為3c9.08./368./總公 250 ，注射機(jī)型號為 XS-ZY-250 的注射機(jī)，其主要參數(shù)見表 2-1。3cm 表 2-1 XS-ZY-250 主要技術(shù)參數(shù) 標(biāo)稱注射容量/ 3c250 模板最大厚度/ 350 螺桿直徑 mm 50 模板最小厚度/ m200 注射壓力/ MPa130 模板尺寸/ 598 520 注射行程/ m160 拉桿空間 Mm 448 370 注射速率/（g/s） 110 鎖模形式 增壓式 注射時間/s 2 球半徑/ 18 注射方式 螺桿式 噴嘴 孔直徑/ m4 螺桿轉(zhuǎn)速(r/min) 25,31；39,58； 32,89 推出形式兩側(cè)退出時 中心距/ 中心及兩側(cè)推出 鎖模力/ kN1800 電動機(jī)功率/kW 18.5 最大成型面積/ 2cm500 機(jī)器外形尺寸/m 4.7 1.0 1.815 模板最大行程/ 500 第 2 章 塑料成型工藝與設(shè)備的確定 5 2.1.2 注射機(jī)的相關(guān)參數(shù)的校核 1 注射壓力校核。 由表 1-1 知 PP 所需注射壓力一般為 70120 ，這里取 ，該注射MPaMPap10 機(jī)的公稱壓力 ，注射壓力安全系數(shù) ，這里取 ，則：MPap130公 4.25.1k25.k 3012525.01 公pk 所以，注射機(jī)注射壓力合格。 2 鎖模力校核 塑件在分型面上得投影面積 ，則塑A2285.1754m塑 澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積 ，即流道凝料（包括澆口）在分型面上得投澆 影面積 數(shù)值。 是每個塑件在分型面上的投影面積 的 0.20.5 倍。由于本次澆A澆 塑A 采用的流道較短。因此這里取 。塑澆 A3.0 塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上總得投影面積 ，則總 =1.3 x 12271.85 = 15953.40 塑塑塑澆塑總 .1. 3m 模具型腔內(nèi)的脹型力 ，則脹F kNpAF 81.3939802540.159?？偯?式中, 是型腔的平均計算壓力值， 是模具型腔內(nèi)的壓力，通常取注射壓力的模P模P 20 40 ，大致范圍 2540 。對于容易成型的塑料制品應(yīng)取較小值；本塑件%Ma 采用 PP，根據(jù)表 2-2，故 取 25 。模 根據(jù)表 2-1 可得該注射機(jī)的公稱鎖模力 ，鎖模力安全系數(shù)為kF1250鎖 ，這里取 ，則2.12k2.1k ，所以，注射機(jī)鎖模力合格。鎖脹脹 F7.4839 對于其他安裝尺寸的校核要等到模架選定，結(jié)構(gòu)尺寸確定后方可進(jìn)行。 表 2-2 常用塑料注射時型腔的平均壓力 塑件特點 舉 例 型腔平均壓力（ ）MPa 容易成型塑件 PE、PP、PS 等薄厚均勻的日用 品、容器類 25 一般塑件 在模溫較高下，成型壁薄容器類 30 中等粘度塑料及有精度 要求的塑件 ABS、POM 等有精度要求的零 件，如殼體等 35 高粘度塑料及高精度、 難充型塑料 高精度的機(jī)械零件，如齒輪、凸 輪等 40 第 2 章 塑料成型工藝與設(shè)備的確定 6 2.2 塑件成型工藝參數(shù)的確定 電風(fēng)扇罩塑件注射成型采用的是 XS-ZY-250 臥式注射機(jī)，螺桿轉(zhuǎn)速為 40 r/min。電 風(fēng)扇罩注射成型工藝參數(shù)如表 2-3 所示。 表 2-3 電風(fēng)扇罩塑件注射成型工藝卡片 （廠名） 資料編號 車間 料注射成型工藝卡片 共 1 頁 第一頁 零件名稱 電風(fēng)扇罩 材料牌號 PP 設(shè)備型號 XS-ZY-250 裝配圖號 EFC-01 材料定額/g 每模制件數(shù) 1 件 零件圖號 EFC-10 單件質(zhì)量/g 94.10工裝號 設(shè)備 真空干燥機(jī) 溫度 / 80材料干燥 時間/h 2 料筒后段 160220 料筒中段 180200 料筒前段 160180 料筒溫度/ 噴嘴 220310 模具溫度/ 2060 注射 2 保壓 15時間/s 冷卻 20 注射壓力 70100 壓力 /MPa 背壓 1015 溫度 / 輔助 后處理 時間 /min 時間定額 /min 單件 10 處理 編制 校 對 審 核 第 3 章 分型面與澆注系統(tǒng)的設(shè)計 7 第 3 章 分型面與澆注系統(tǒng)的設(shè)計 3.1 分型面的設(shè)計 3.1.1 分型面位置的確定 從模具結(jié)構(gòu)及成形工藝的角度出發(fā)，綜合 PP 原材料的工藝特性選擇了分型面的位 置如圖 3-1 所示。其中-分型面在型腔與定模墊板之間，是為側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)而設(shè)計； -則在型芯與型腔之間，是為塑件的推出而設(shè)計。 圖 3-1 分型面的位置 3.1.2 型腔數(shù)目與分布 （1）按注射機(jī)的最大注射量確定型腔數(shù)目。 設(shè)注射機(jī)的最大注射量為 G（g） ，單個制品的質(zhì)量為 W1(g)，澆注系統(tǒng)的質(zhì)量為 W2，則型腔數(shù)目 n 為： 28.115.2.08.8.012 W 由于塑件采用一般精度，同時考慮到塑件尺寸、模具結(jié)構(gòu)尺寸的大小關(guān)系，以及 制造費用和各種成本費等因素，故采用一模一腔的結(jié)構(gòu)形式。 （2）型腔排列形式確定 多型腔模具盡可能采用平衡式排列布置，且力求緊湊，并與澆口開設(shè)的部位對稱。 而設(shè)計選擇的是一模一腔，故使用鑲嵌式型腔。 （3）模具結(jié)構(gòu)形式的確定 從上面的分析可知，本模具設(shè)計為一模一腔，根據(jù)塑件結(jié)構(gòu)形狀，推出機(jī)構(gòu)擬采 用脫模板推出的推出形式。澆注系統(tǒng)設(shè)計時，采用輪輻式澆口，從塑件內(nèi)側(cè)面上注射。 因此，定模部分不需要單獨開設(shè)分型面取出凝料，動模部分需添加型芯固定板、動模 墊板和脫模板。由上述綜合分析可確定選用帶脫模板的注射模。 第 3 章 分型面與澆注系統(tǒng)的設(shè)計 8 3.2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 3.2.1 主流道設(shè)計 主流道通常位于模具中心塑料熔體的入口處，它將注射機(jī)噴嘴注射出的熔體導(dǎo)入 分流道或型腔中。主流道的形狀為圓錐形，以便熔體的流動和開模時主流道凝料的順 利拔出。主流道的尺寸直接影響到熔體的流動速度和充模時間。另外，由于其與高溫 塑料熔體及注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，因此設(shè)計中成可拆卸更換的澆口套；澆口套與定模 座板的配合一般按照 H7/k6 過渡配合,其一般采用 T8A 或 T10A 材料，熱處理硬度為 5055HRC，可直接從市場上購買。 1 主流道尺寸 1）主流道的長度：小型模具 應(yīng)盡量小于 60mm，先取 30mm 進(jìn)行設(shè)計。主L 2）主流道小端直徑：d=注射機(jī)噴嘴尺寸+（0.51）mm=（4+1）mm=5mm 3）主流道大端直徑：d=d+2 tan8mm，式中 =3主 4）主流道球面半徑： =注射機(jī)噴嘴球頭尺寸+（12）mm=（18+1）mm=19mm0SR 5）球面的配合高度：一般為為 35mm ，故取 h=3mm 2 主流道的凝料體積 3322 01.5.4.014.3 cmrLV 主主主主主主 3 主流道當(dāng)量半徑 mR5.3.4主 4 主流道澆口套的形式 主流道襯套為標(biāo)準(zhǔn)件可選購。主流道小端入口處與注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，易磨損。 對材料的要求較嚴(yán)格，因而盡管小型注射?？梢詫⒅髁鞯罎部谔着c定位圈設(shè)計成一個 整體，但考慮上述因素通常仍然將其分開來設(shè)計，以便于拆卸更換。同時也便于選用 優(yōu)質(zhì)鋼材進(jìn)行單獨加工和熱處理。設(shè)計中澆口套常采用碳素工具鋼（T8A 或 T10A） ，熱 處理淬火表面硬度為 5055 ，其結(jié)構(gòu)形式如圖 3-2 所示。HRC 圖 3-2 澆口套的結(jié)構(gòu)形式 第 3 章 分型面與澆注系統(tǒng)的設(shè)計 9 3.2.2 分流道設(shè)計 1 分流道的布置形式 考慮到流道內(nèi)壓力損失和熔體溫度降低等情況，還要注意減小分流道的容積和壓 力平衡，因此采用輻射式分流道，其布置形式如圖 3-3 所示。 2 分流道的長度 由于流道設(shè)計簡單，根據(jù)型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計，分流道較短，故設(shè)計時可適當(dāng)選小一 些。單邊分流道長度 L 分取 11mm。 3 分流道的當(dāng)量直徑 該塑件的質(zhì)量 86mm,用剛度計算公式,r<86mm 用強(qiáng)度計算公式，顯然應(yīng)采用 強(qiáng)度計算公式則將以上數(shù)據(jù)代入公式得： 按強(qiáng)度要求計算型腔壁厚： ，mS89.2 則凹模側(cè)壁厚度取 ： 6 凹模側(cè)壁是采用嵌件，為結(jié)構(gòu)緊湊，這里凹模嵌件單邊厚選 17.5mm， 。由于型腔采 用單個布置，故型腔壁厚滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計。而型腔與模具周邊的距離由模板的外形尺寸 來確定，根據(jù)估算模板平面尺寸選用 315 315 ，它比型腔布置的尺寸大得多， 所以完全滿足強(qiáng)度和剛度要求。 4.2.6 動模墊板厚度的確定 動模墊板厚度和所選模架的兩個墊塊之間的跨度有關(guān)，根據(jù)前面的型腔布置，模 架應(yīng)選 315 315 這個范圍之內(nèi)，而實際生產(chǎn)的規(guī)格模架中最接近的尺寸為m 300300 。墊塊之間的跨度大約為 300 -50 -50 =200 。所以，根據(jù)型mm 腔布置及型芯對動模墊板的壓力，可得動模墊板的厚度： ELpATP 93.6503.10.286574054.54.0 1531 式中， 是動模墊板剛度計算需用變形量； ；miP .2..23.25 11 是兩個墊塊之間的距離，約 200 ； 是動模墊板的長度，取 300mm，A 是型Lm1L 芯投影到動模墊板上的面積。型芯所受壓力的面積為 2221 865.07441.3DA 對于此動模墊板計算尺寸相對于小型模具來說還可以再小些，可以增加 1 根支撐 柱來進(jìn)行支撐，故可以近似得到動模墊板厚度： mTnT16.259.0213 434 因此動模墊板可按照標(biāo)準(zhǔn)厚度取 32 。m 第 5 章 推出機(jī)構(gòu)及側(cè)抽機(jī)構(gòu)的設(shè)計 16 第 5 章 脫模機(jī)構(gòu)及側(cè)抽機(jī)構(gòu)的設(shè)計 塑件在從模具上取下以前,還有一個從模具的成型零件上脫出的過程,使塑件從成 型零件上脫出的機(jī)構(gòu)稱為推出機(jī)構(gòu)。它包括以下幾個部分，脫模力的計算、推出機(jī)