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1、 設(shè)計(jì)說明書 題 目：接線盒注塑模具設(shè)計(jì)說明書 目錄 目錄 2 摘 要 4 Abstract 5 第一章 前 言 7 1.1 課題背景 7 1.2 國內(nèi)外模具發(fā)展分析 9 1.3 我國模具未來的發(fā)展趨勢 10 1.4 課題分析 10 1.5 預(yù)計(jì)目標(biāo) 11 第二章 塑件成型工藝性分析 11 2.1 塑件結(jié)構(gòu)分析 11 2.2 塑件材料的選擇 12 2.2.1材料的成型性能 13 2.3材料的主要用途 13

2、 第三章 注塑模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 14 3.1 確定基本模具結(jié)構(gòu)形式 14 3.2 確定型腔數(shù)量及排列形式 14 3.3 分型面的確定： 15 第四章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 16 4.1主流道設(shè)計(jì) 17 4.2分流道的設(shè)計(jì) 17 4.3 澆口的設(shè)計(jì) 18 4.4 冷料穴的設(shè)計(jì) 18 第五章 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算 18 5.1成型零部件結(jié)構(gòu) 18 5.2成型零部件工作尺寸的計(jì)算 19 5.3 排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì) 20 第六章 模架型號的確定和標(biāo)準(zhǔn)件的選用 21 6.1模架型號的選擇 21 6.2 導(dǎo)柱導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)形式 21 第七章 脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 22 7.1推出機(jī)構(gòu)設(shè)

3、計(jì) 22 7.1.1 脫模機(jī)構(gòu)的選用原則 22 7.1.2 脫模機(jī)構(gòu)類型的選擇 22 7.1.3 推桿機(jī)構(gòu)具體設(shè)計(jì) 22 7.2 .推出力的計(jì)算 23 7.3 確定頂出方式及推桿位置 23 第八章 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 24 8.1冷卻水道設(shè)計(jì)的要點(diǎn) 24 8.2冷卻水道的布局結(jié)構(gòu)形式 25 8.3 冷卻水道直徑大小的選擇 26 第九章 注塑機(jī)的選擇與校核 26 9.1 計(jì)算注塑量 26 9.2注射機(jī)型號的選定 27 9.3 校核注塑機(jī)注射量 28 9.4 校核注射壓力 28 9.5 校核注塑機(jī)額定鎖模力 28 9.6 校核注塑機(jī)的開模行程 29 總 結(jié) 29

4、 致 謝 30 參考文獻(xiàn) 31 摘 要 本次設(shè)計(jì)中，通過對接線盒塑件的注塑模具設(shè)計(jì)，建立了模具基本理論知識系統(tǒng)，完善了設(shè)計(jì)制造流程，深化了軟件操作水平，強(qiáng)化了理論計(jì)算校核方式，同時(shí)為未來的工作做好設(shè)計(jì)技術(shù)儲備。 本次設(shè)計(jì)首先根據(jù)塑件的外形結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，選擇了合適的熱塑性高分子材料類型，分析注塑工藝，進(jìn)行了模具型腔出模數(shù)量的確定，完成了流道澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，進(jìn)行模具溫度調(diào)節(jié)冷卻水道設(shè)計(jì)，對于成型零件的設(shè)計(jì)方面，選擇了分型面，確定了型芯和型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和成型尺寸的計(jì)算與校核。頂出系統(tǒng)的合理布局能夠?qū)崿F(xiàn)塑件的順利脫模。選用了標(biāo)準(zhǔn)GB模架系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)模塊設(shè)計(jì)與制造，縮短制造周期。 在完成模

5、具設(shè)計(jì)之后，通過查注塑模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)手冊，選擇了相關(guān)注塑機(jī)，確定了注塑機(jī)基本型號，根據(jù)注塑機(jī)參數(shù)表進(jìn)行校核與計(jì)算，包括注塑量，注塑壓力，鎖模力，安裝尺寸等數(shù)據(jù)。 最終完成后的注塑模具能夠?qū)崿F(xiàn)全自動化生產(chǎn)，根據(jù)生成經(jīng)濟(jì)性選擇對應(yīng)的注塑機(jī)來實(shí)現(xiàn)。整套模具結(jié)構(gòu)巧妙，工作可靠，維修和制造成本合理，大量采用標(biāo)準(zhǔn)化模塊與零件，能夠滿足于現(xiàn)在企業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐 關(guān)鍵詞： 塑料；機(jī)械設(shè)計(jì)；注塑模具；校核；注塑機(jī)； Abstract In this design, through the design of the injection mould for the swit

6、ching parts of the vibrator, the basic theoretical knowledge system of the mould was established, the design and manufacturing process was improved, the operation level of the software was deepened, the theoretical calculation and checking method was strengthened, and the design technology reserve w

7、as made for the future work. Firstly, according to the shape and structure characteristics of the plastic parts, the suitable thermoplastic polymer material type was selected, the injection process was analyzed, the number of mould cavity was determined, the design of runner pouring system was comp

8、leted, and the cooling water channel of mould temperature adjustment was designed. For the design of the forming parts, the parting surface was selected, and the structure of the core and cavity was determined. Calculating and checking the dimension of forming. The reasonable layout of ejection syst

9、em can realize the smooth demoulding of plastic parts. The standard GB mould frame system is selected to realize the design and manufacture of standard modules, and shorten the manufacturing cycle. After the die design is completed, the relevant injection machines are selected by consulting the ins

10、truction manual of injection mould design, and the basic models of injection machines are determined. The injection quantity, injection pressure, clamping force and installation dimension are checked and calculated according to the parameter table of injection machines. After the final completion o

11、f the injection mold can achieve full-automatic production, according to the generation economy, the corresponding injection machine is selected to achieve. The whole set of moulds is ingenious in structure, reliable in work, reasonable in maintenance and manufacturing costs. A large number of stand

12、ardized modules and parts are adopted, which can satisfy the present production practice of enterprises. Key words: plastics; mechanical design; injection moulds; verification; injection moulding machine; 第一章 前 言 模具是現(xiàn)代化機(jī)械制造與高分子材料領(lǐng)域的綜合學(xué)科，不但需要具備熱塑性材料相關(guān)工藝生產(chǎn)知識，還需要具有機(jī)械制造領(lǐng)域的機(jī)械加工原理，機(jī)械加工工藝，工程力學(xué)，機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)相

13、關(guān)知識。模具在現(xiàn)代化工業(yè)中具有非常重要的地位，模具被人們稱為工業(yè)之母，各種設(shè)備的零件，都需要通過模具去生產(chǎn)其中的每個(gè)零件。對于模具技術(shù)的水平，機(jī)械加工設(shè)備的精度等級，是決定一個(gè)國家工業(yè)技術(shù)水平的重要因素。 1.1 課題背景 模具是機(jī)械工業(yè)領(lǐng)域中應(yīng)用非常廣泛的一種設(shè)備，特別是在我們?nèi)粘Ｉ钪械娜沼盟芰霞?，汽車塑料配件，電子電器設(shè)備，儀表設(shè)備，手機(jī)，電話，冰箱等行業(yè)里面，隨著社會的發(fā)展，越來越多的塑料產(chǎn)品替代了原來的金屬材料和無機(jī)非金屬材料。相應(yīng)的，隨著科學(xué)進(jìn)步，對于注塑模具的精度要求也更加的高了，模具的結(jié)構(gòu)更加的精密化。模具的制造周期也要求相應(yīng)的縮短。采用注塑模具生產(chǎn)出來的塑件，質(zhì)量穩(wěn)定性好

14、，能夠在非常久的時(shí)間內(nèi)保持尺寸的穩(wěn)定，生產(chǎn)的尺寸也非常高，能夠完成其他機(jī)械加工工藝所不能制造的產(chǎn)品，一個(gè)企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量高低水平，很大程度上是有模具制造水平的高低來決定的。 注塑模具的類型非常多，根據(jù)塑件的尺寸大小，結(jié)構(gòu)形式不同而產(chǎn)生差異，一般情況下，核心機(jī)構(gòu)為型芯和型腔，或者說是公模母模，型腔一般安裝在前模部分，保持固定不動，型芯安裝在后模部分，隨著注塑機(jī)的開合模工作而跟隨運(yùn)動，注塑模具相同的地方還有導(dǎo)向定位機(jī)構(gòu)，都是采用導(dǎo)柱和導(dǎo)套來實(shí)現(xiàn)工作配合的，導(dǎo)柱導(dǎo)套的精度等級，往往對模具的整體精度起到了決定性作用。其余的注塑模具零件還包括了定位環(huán)、澆口套、滑塊、推桿、熱流道、冷卻水道等結(jié)構(gòu)。每個(gè)結(jié)構(gòu)

15、都會跟隨塑件的不同或者要求變更而產(chǎn)生了不同的演變。 因?yàn)槟＞叩慕Y(jié)構(gòu)是復(fù)雜多變的，在設(shè)計(jì)的時(shí)候，需要綜合考慮一下因素： 1.首先就是要分析塑料零件的工程力學(xué)性能，比如塑料的自身的應(yīng)力變形量，承載載荷，自身的強(qiáng)度剛度，彈性變形量，塑性變形量，對水的親和性，在做塑件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，要盡量避免因材料自身缺陷而引起的產(chǎn)品質(zhì)量問題。 2.考慮熱塑性材料的注塑成型工藝特點(diǎn)，比如材料的自身流程比，材料熱脹冷縮的收縮比，材料的流動性能，材料厚度過大時(shí)候的縮水問題，以及成型溫度，注塑壓力等 3.塑件的結(jié)構(gòu)應(yīng)該盡可能的要考慮模具的結(jié)構(gòu)形式，盡可能的去避免產(chǎn)生橫向的抽芯或者是特殊抽芯機(jī)構(gòu)，需要對模具的結(jié)構(gòu)進(jìn)行

16、精簡，降低制造難度。 如果是有特殊使用領(lǐng)域的零件，比如眼鏡片就要求透光率非常高，對應(yīng)的模具也需要鏡面拋光，其次就是根據(jù)使用領(lǐng)域的不同而產(chǎn)生的高耐壓，高抗熱，高強(qiáng)度，高承受，抗剪切等能力。 2019年是我國高速發(fā)展的一年，我國的基礎(chǔ)建設(shè)已經(jīng)走向世界前列，被譽(yù)為基建狂魔，這其中對應(yīng)的制造建設(shè)類設(shè)備越來越高級，需要的模具也更加精密。我國的模具設(shè)計(jì)、制造技術(shù)從改革開放的一片空白，到現(xiàn)在的越來越強(qiáng)大，更夠設(shè)計(jì)和制造精度等級更高，模具尺寸更大，生產(chǎn)壽命更加長久的模具。 現(xiàn)在的注塑模具設(shè)計(jì)領(lǐng)域，廣泛的使用了MOLDLFOW模流CAE分析軟件，模流分析軟件能夠?qū)崿F(xiàn)在前期進(jìn)行注塑工藝生產(chǎn)的仿真，能夠分析的

17、項(xiàng)目包括充填時(shí)間，壓力、溫度、冷卻水管的溫度、翹曲變形量，注塑機(jī)鎖模力等等。能夠大大的降低設(shè)計(jì)制造的風(fēng)險(xiǎn)，避免了在注塑生產(chǎn)的時(shí)候過多的調(diào)試注塑機(jī)，浪費(fèi)時(shí)間，浪費(fèi)金錢。使用CAE技術(shù)能夠模擬實(shí)際的注塑成產(chǎn)過程，已經(jīng)越來越多的企業(yè)去使用。具有非常重要的意義 在模具的加工方面。模具的CAM技術(shù)也在同步的往前發(fā)展，國內(nèi)比較出名了數(shù)控機(jī)械機(jī)床生產(chǎn)企業(yè)包括了華中數(shù)控、西南數(shù)控、廣州數(shù)控等企業(yè)，這些企業(yè)生產(chǎn)的大行程，高精密度數(shù)控加工機(jī)床，對于注塑模具這種要求精度等級達(dá)到微米的質(zhì)量做出了不同的貢獻(xiàn)，大型精密機(jī)床的發(fā)展，使得我國模具企業(yè)能夠承接更大的模具項(xiàng)目，特別是汽車領(lǐng)域的發(fā)展，汽車前后擋泥板的尺寸非常大，

18、以前國產(chǎn)汽車通常是采用金屬材料制備，現(xiàn)在隨著注塑模具的發(fā)展，越來越多的汽車配件采用了塑料材料來實(shí)現(xiàn)，塑料材料能夠降低整車的質(zhì)量，提高燃油效率。數(shù)控CAM中的電火花加工機(jī)床，能夠?qū)崿F(xiàn)對數(shù)控機(jī)床無法加工的區(qū)域進(jìn)行深度加工，包括小的加強(qiáng)筋，文體LOGO，特殊紋路等，另外現(xiàn)在企業(yè)還能使用鏡面火花機(jī)來實(shí)現(xiàn)快速的模具成型零件的表面處理，而無需采用原始的人工打磨拋光，縮短了制造周期，降低了人工勞力成本。 1.2 國內(nèi)外模具發(fā)展分析 我的的模具發(fā)展是從90年代后期進(jìn)入高速發(fā)展的時(shí)候，90年代后期，在珠三角沿海一帶和長三角沿海一帶發(fā)展起來的，大量的香港與臺灣的技術(shù)涌入國內(nèi)，為我國的發(fā)展做出了不少的貢獻(xiàn)，沿海

19、一帶的發(fā)展離不開勞動人民的辛勤付出。 在珠三角東莞、深圳、珠海一帶、逐漸形成了相關(guān)的大型模具企業(yè)工業(yè)園，提供相關(guān)汽車、電子電器類精密模具，以及為國外提供出模模具，出模模具的發(fā)展，為我國的工業(yè)發(fā)展，奠定了不可磨滅的貢獻(xiàn)。 在我國加入WTO以后，來自國際環(huán)境下的資金投資與外來企業(yè)的進(jìn)入，更加的加快的模具的發(fā)展，在2000年之后，外企、港資企業(yè)、臺資企業(yè)，呈現(xiàn)三足鼎立的狀態(tài)，而2010年之后，逐漸形成的模具寡頭，在上市企業(yè)中，不少的模具企業(yè)來是珠三角和長三角。 我國和外國的模具技術(shù)與制造技術(shù)相比，仍然有不小的差距，這其中既有來自資金的差距，也有來自技術(shù)沉淀的差距，比如國外的資金豐厚，能夠投入更

20、多的金錢去深入研究模具技術(shù)，不斷的完善自身，而我國在對應(yīng)的模具研發(fā)研究經(jīng)費(fèi)上就有點(diǎn)節(jié)約，更多的是導(dǎo)致抄襲國外的產(chǎn)品。其次就是我國和外國在自動化層次的差距了，外國的模具能夠?qū)崿F(xiàn)高度自動化，流程化，智能化的管理，用一個(gè)人干多個(gè)人干的工作，節(jié)約勞力成本，提高生產(chǎn)效率，而我國在自動化模具制造領(lǐng)域仍然有非常大的差距，某些環(huán)節(jié)仍然需要投入大量的人工去實(shí)現(xiàn)，還不能使用機(jī)械手或其他自動化設(shè)備來替代。 其次是軟件開發(fā)與應(yīng)用方面，在我國的模具行業(yè)的設(shè)計(jì)軟件中，90%的設(shè)計(jì)軟件，管理軟件，制造軟件，均來自于國外企業(yè)，這需要付出大量的使用費(fèi)，專利費(fèi)，這些軟件其實(shí)是在沒有辦法的情況下使用的，有些軟件不符合中國人的使用

21、習(xí)慣，有些還是英文的，連中文都無法支持，呈現(xiàn)一種非常尷尬的境地，這就需要我們吸收國外先進(jìn)的CAD/CAM/CAE軟件開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合國人自身的設(shè)計(jì)、制造、分析習(xí)慣，來研發(fā)屬于中國自己的設(shè)計(jì)軟件。使用中國人自己研發(fā)的模具設(shè)計(jì)軟件不然是為未來自主發(fā)展提供技術(shù)支持，更是可以擺脫發(fā)達(dá)國家的技術(shù)控制。 1.3 我國模具未來的發(fā)展趨勢 我國模具經(jīng)歷了幾十年的發(fā)展，在進(jìn)入2019年之后，需要承受來自國際環(huán)境的競爭，也需要承受來自國內(nèi)企業(yè)相互的競爭，但是整體模具制造業(yè)呈現(xiàn)一種良性的發(fā)展?fàn)顟B(tài)，企業(yè)不斷的投入經(jīng)費(fèi)去支持工程人員進(jìn)入科研環(huán)節(jié)，研究技術(shù)性的成長，縮短設(shè)計(jì)與制造周期，提高制造進(jìn)度等級，能夠承擔(dān)大型的，

22、復(fù)雜的，精度的模具，我國未來發(fā)展趨勢主要有以下幾點(diǎn)： 向著大型化，精密化模具方向發(fā)展。 向著自動化，標(biāo)準(zhǔn)化模具方向發(fā)展。 縮短設(shè)計(jì)、制造、銷售周期。 減少人力成本，機(jī)械化成體提高。 大量采用CAD/CAM/CAE技術(shù)前期設(shè)計(jì)。 ISO質(zhì)量體系國際化，ROSE環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)國際化，滿足國際質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)體系。 1.4 課題分析 本次設(shè)計(jì)首先根據(jù)題目要求，繪制塑件的三維模型，分析塑件得體積，結(jié)構(gòu)，質(zhì)量，分型面，基本結(jié)構(gòu)形式，然后進(jìn)入設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。設(shè)計(jì)流程如下： 根據(jù)塑件分析基本結(jié)構(gòu) 選擇合適的熱塑性材料 確定型腔數(shù)量和分型面、分型線。 完成模具重要結(jié)構(gòu)中的成型系統(tǒng)設(shè)計(jì) 完成其余模具結(jié)

23、構(gòu)中的澆注、冷卻、頂出脫模、氣體排出系統(tǒng)。 根據(jù)基本模具結(jié)構(gòu)形式，選擇GB標(biāo)準(zhǔn)的國標(biāo)模架系統(tǒng)。 匹配對應(yīng)的其余標(biāo)準(zhǔn)件，包括定位環(huán)、澆口套、頂桿、垃圾釘、螺絲等。 完成三維總裝圖的建模、二維裝配圖、非標(biāo)零件圖的繪制。、 編寫設(shè)計(jì)說明書，并再次校核設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，參數(shù)，選擇注生產(chǎn)的注塑機(jī)。 1.5 預(yù)計(jì)目標(biāo) 完成整套得到注塑模具設(shè)計(jì)，理論結(jié)合實(shí)踐。不但要三維模型結(jié)構(gòu)表達(dá)清晰可靠，還需要二維制圖按照機(jī)械制圖規(guī)范編程明細(xì)表、技術(shù)要求、標(biāo)注零件尺寸、公差、粗糙度等妖氣。最后說明書圖文并茂，內(nèi)容非常，計(jì)算校核準(zhǔn)確無誤。 第二章 塑件成型工藝性分析 2.1 塑件結(jié)構(gòu)分析 根據(jù)任務(wù)要求，首先需要分

24、析塑件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，外形結(jié)構(gòu)，尺寸大小，表面粗糙度的要求等，然后在做對應(yīng)的設(shè)計(jì)方案，如下圖所示為完成后的塑件三維模型，從下圖看，該塑件尺寸不大，復(fù)雜程度中等，壁厚也比較均勻，圓角過渡也比較好，外表面需要光滑，粗糙度控制在Ra0.8um范圍內(nèi)，適合通過注塑工藝實(shí)現(xiàn)。塑件的生產(chǎn)數(shù)量為中等批量的生產(chǎn)，尺寸精度等級控制為一般精度等級取MT5即可。 圖2.1 塑件三維模型 根據(jù)三維模型，然后繪制二維塑件圖，標(biāo)注尺寸，如下圖所示： 圖2.2 塑件二維圖紙 2.2 塑件材料的選擇 根據(jù)塑件的使用性能，結(jié)合本次設(shè)計(jì)任務(wù)要求，選擇PE材料作為本次設(shè)計(jì)的基本材料，分析PE材料，并查閱相關(guān)材料物性表

25、，得到以下信息。 制件材料注塑性能：PE在打成顆粒狀態(tài)時(shí)的吸濕性不大，所以一般情況不需要除濕處理，因此成型前也不必做干燥處理。 聚乙烯（polyethylene ，簡稱PE）是乙烯經(jīng)聚合制得的一種熱塑性樹脂。在工業(yè)上，也包括乙烯與少量α-烯烴的共聚物。聚乙烯無臭，無毒，手感似蠟，具有優(yōu)良的耐低溫性能（最低使用溫度可達(dá)-100~-70°C），化學(xué)穩(wěn)定性好，能耐大多數(shù)酸堿的侵蝕（不耐具有氧化性質(zhì)的酸）。常溫下不溶于一般溶劑，吸水性小，電絕緣性優(yōu)良。 2.2.1材料的成型性能 （1）、流動性能好，對水有一定親和力、所以在注塑前需要再80度左右干燥4小時(shí)時(shí)間。 （2）、注塑成型時(shí)必須采用較高

26、的模具溫度，一般采用65-85度模具溫度來實(shí)現(xiàn)注塑成型。 （3）、注塑溫度需要控制在190-235度之間，超過270度之后，該材料會行程自然高溫分解。 （4）、注塑的壓力控制在120-140Mpa之間。射速采用中等射速 （5）、一般塑件可以采用柱塞式或螺桿式均可，但是大魚250g的單個(gè)塑件，必須采用螺桿式的注塑模具來注塑成型。 2.2.2 材料的物理性能 （1）、良好的二次加工性能。 （2）、較低的蠕動變形特性與良好的尺寸穩(wěn)定性能。 （3）、高抗沖擊性、但是抗彎折、抗重壓、抗拉張強(qiáng)度較低，彎折后局部會行程白色拉絲和氣泡。 （4）、通過提高模具成型部件的表面光潔度，可以實(shí)現(xiàn)高光潔

27、度的塑件，甚至可以滿足透明件的需求。 （5）、可制備一般機(jī)械類零部件，電器配件，生活日常用零件。 2.3材料的主要用途 （1）、工程用途：廣泛的應(yīng)用于汽車塑料配件、電信配件，電氣配件，建筑配件，安防配件、市政公共領(lǐng)域的一些配件等。 （2）、3D打印領(lǐng)域：PE材料是3D打印領(lǐng)域中常見的材料中的一種，也是應(yīng)用最廣泛的材料，這種材料在快速3D打印中具有性能穩(wěn)定，成型周期短的特點(diǎn)。 （3）、 第三章 注塑模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.1 確定基本模具結(jié)構(gòu)形式 注塑模具的基本結(jié)構(gòu)形式一般分為三類，大水口模架系統(tǒng)，細(xì)水口模架系統(tǒng)，簡化細(xì)水口模架系統(tǒng)，這個(gè)是常見的三種標(biāo)準(zhǔn)模架結(jié)構(gòu)類型，每個(gè)系統(tǒng)下面有

28、對應(yīng)的一些型號衍深出來。其他的模架就是一些非標(biāo)類的模架了，非標(biāo)模架考慮經(jīng)濟(jì)成本一般不使用。 本次設(shè)計(jì)中，該塑件結(jié)構(gòu)難度中等，而且是日常生活中常見的塑料產(chǎn)品，外形輪廓也比較規(guī)則，適合采用細(xì)水口模架系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。滿足本次設(shè)計(jì)要求，該類型模架的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)形式如下圖所示。 圖3-1 標(biāo)準(zhǔn)模架結(jié)構(gòu)形式 3.2 確定型腔數(shù)量及排列形式 該塑件結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度一般，適合側(cè)澆口澆注成型，考慮頂出結(jié)構(gòu)形式以及模架結(jié)構(gòu)形式，確定采用一模二腔的型腔數(shù)量，排列方式采用陣列布局，使得澆注和頂出都均勻分布。對稱布局能夠保證塑件均勻的充填，同時(shí)模具的加工也比較方便，滿足中等批量生產(chǎn)的要求。型腔的排列布局方式如下圖所示。

29、 圖3-2 型腔布局排列 3.3 分型面的確定： 分型面的選擇是在模具結(jié)構(gòu)分析的時(shí)候就需要首先確定的，分型面考慮的因素較多，包括澆注系統(tǒng)的澆口，排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，以及頂出機(jī)構(gòu)，抽芯機(jī)構(gòu)等，塑件在型腔內(nèi)凝固成型后需要將塑件從型腔內(nèi)取出來，這樣就需要先將型腔打開，然后將模具一分為二，上為動模，下為定模，定模與動模接觸的面稱為分型面，分型面的選擇需要遵循下面的原則： 1.最好選擇在零件的最大的端面處。 2.保證塑件成型以后留在型芯部分。 3.不能夠影響塑件的外觀質(zhì)量。 4.澆口能夠合理的進(jìn)澆，而且需要充填均勻。 5.頂出脫模簡單可靠，最好頂出能夠在塑件的背面或者內(nèi)部。 6.分型面

30、要考慮排氣系統(tǒng)均勻的排出型腔內(nèi)的氣體。 該塑件的結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度中等，分析面設(shè)計(jì)在如下圖所示位置。 圖3-3分型面的選擇 第四章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng)是熔融狀態(tài)下的原材料從注塑機(jī)噴嘴出來以后，一直到進(jìn)入模具型腔里面的這一段路程，需要保證讓熔料的壓力和射速盡可能少的降低或者損失掉。 本次設(shè)計(jì)完成后的澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式如下圖所示。 圖4-1 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 該澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，流程較短，能夠?qū)崿F(xiàn)快速的充填到模具的型腔里面，而且流道的廢料比較少，經(jīng)濟(jì)效益較高。 4.1主流道設(shè)計(jì) 主流道的尺寸和長度一般由澆口成套的尺寸決定，澆口襯套一般選擇標(biāo)準(zhǔn)件，澆口襯套與注塑機(jī)噴嘴需要滿足

31、如下圖所示的關(guān)系式： D = d + (0.5 ~ 1) mm R1= R2+ (1~ 2) mm 本次設(shè)計(jì)中，采用了側(cè)澆口，具體的澆注系統(tǒng)的主流道、分流道、澆口的結(jié)構(gòu)形式根據(jù)查注塑模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)手冊確定常規(guī)尺寸參數(shù)。 4.2分流道的設(shè)計(jì) 分流道是連接主流道和澆口的通道，需要盡可能的短，讓主流道的壓力和射速不要損失過大，本次設(shè)計(jì)采用梯形截面的分流道。如下圖所示： 圖4-2 分流道的設(shè)計(jì) 4.3 澆口的設(shè)計(jì) 查表。側(cè)澆口的尺寸取值為： 直徑D=1mm 4.4 冷料穴的設(shè)計(jì) 冷料穴本次設(shè)計(jì)在主流道的末端，用來儲藏充填前端的冷卻過快的熔料，不能讓冷卻了的熔料進(jìn)入模

32、具型腔而影響塑件的成型質(zhì)量。冷料穴的下部還需要設(shè)置勾料針把主流道拉出來，如下圖所示： 圖4-3 冷料穴與拉料針 第五章 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算 模具的成型零部件，一般指的是與塑件直接接觸的鋼性零件，這類零件會采用比較好的鋼材，這類零件包括了型芯、型腔、滑塊、斜頂?shù)?，還有一些成型用的鑲件、鑲針等。成型零部件精度要求高，表面粗糙度要求光滑，成型零部件還需要承受來自融料的高溫，承受來自注塑機(jī)的合模壓力不能變形。 5.1成型零部件結(jié)構(gòu) 本次設(shè)計(jì)中，采用了鑲嵌式的型芯和型腔，型芯和型腔的結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度中等，能夠?qū)崿F(xiàn)較好的機(jī)械加工性能，維修和更換比較方便，成型零件一般采用較好的材料，保證

33、了模具的使用壽命。如下圖所示為本次設(shè)計(jì)的型腔和型芯。 圖5-1 型腔結(jié)構(gòu)形式 圖5-2 型芯結(jié)構(gòu)形式 5.2成型零部件工作尺寸的計(jì)算 成型了零件的尺寸直接關(guān)系到了塑件最終注塑成型出來的塑件的尺寸，不但要考慮塑料材料自身的收縮率狀況，還需要考慮模具的制造公差等級。根據(jù)以下公式計(jì)算來確定成型零件的制造精度和尺寸。 注：式中PE的平均收縮率為,取,; 將以上計(jì)算所得結(jié)果繪制成表5-1： 表5-1成型件尺寸匯總表 結(jié)構(gòu) 類別 塑件尺寸 公 式 模具尺寸 型腔 長寬尺寸 深度尺寸 型芯 長寬尺寸

34、 高度尺寸 5.3 排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì) 在模具的生產(chǎn)過程中，融料進(jìn)入模具的型腔以后，會對型腔內(nèi)的空隙進(jìn)行快速的壓縮，并且壓力可可以達(dá)到上百兆帕，塑件內(nèi)部具有較高的內(nèi)應(yīng)力。如果型腔內(nèi)的空氣無法排出的話，就會造成塑件的缺膠，困氣等產(chǎn)品不良現(xiàn)象。 本次設(shè)計(jì)中，結(jié)合塑件的結(jié)構(gòu)形式，在模具的分型面自然排氣就能夠?qū)崿F(xiàn)型腔空氣的自動排出，另外還有頂桿的間隙也可以排出型腔內(nèi)的空氣，不需要獨(dú)立開設(shè)排氣槽就可以實(shí)現(xiàn)型腔的排氣。 第六章 模架型號的確定和標(biāo)準(zhǔn)件的選用 6.1模架型號的選擇 在設(shè)計(jì)之前已經(jīng)根據(jù)基本結(jié)構(gòu)形式。本次設(shè)計(jì)中選擇的標(biāo)準(zhǔn)模架型號為： FCI-1825-A65-B6

35、0-C70-L210；繪制完成后的模具主視圖如下圖所示： 圖 6-1 模架結(jié)構(gòu)圖 6.2 導(dǎo)柱導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)形式 導(dǎo)柱導(dǎo)套采用公差配合，精度要求較高，表面粗糙度需要保證光潔潤滑，導(dǎo)柱采用帶凸臺式導(dǎo)柱，頂部倒圓角，在與導(dǎo)套的配合面上開設(shè)潤滑油槽。導(dǎo)套采用有托導(dǎo)套，頂部同樣倒圓角處理，增加配合安全性，同時(shí)保證導(dǎo)柱導(dǎo)套的使用壽命。導(dǎo)柱導(dǎo)套的基本結(jié)構(gòu)形式如下圖所示； 圖 6-2 導(dǎo)柱導(dǎo)套結(jié)構(gòu)圖 第七章 脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 7.1推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 塑件在經(jīng)過充填冷卻成型收縮之后，會對型芯產(chǎn)生包裹力，包緊在型芯上面，需要采用頂出機(jī)構(gòu)來脫模，通常情況下，脫模力指的是頂出機(jī)構(gòu)的瞬時(shí)頂出作用力

36、。脫模機(jī)構(gòu)需要滿足塑件的頂出要求。 7.1.1 脫模機(jī)構(gòu)的選用原則 推出機(jī)構(gòu)是注塑模具設(shè)計(jì)中的非要重要的一點(diǎn)，推出機(jī)構(gòu)能夠保證塑件的最后一步順利脫模。 在推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)上，需要遵循以下幾個(gè)原則。 推出頂出需要均勻的分布在塑件上面。 推桿的局部應(yīng)力不可以過于集中，以免造成頂白、頂穿塑件。 推桿頂桿的自身強(qiáng)度要足夠，在頂出的時(shí)候不能發(fā)生彎曲變形。 頂出的時(shí)候，不能影響塑件的外觀質(zhì)量。 頂出塑件之后，塑件不會因頂出而發(fā)生變形或者翹曲。 7.1.2 脫模機(jī)構(gòu)類型的選擇 脫模機(jī)構(gòu)一般包含頂針面板、頂針底板、復(fù)位桿、復(fù)位彈簧，頂桿。直接與塑件接觸的是推桿推出機(jī)構(gòu)。本設(shè)計(jì)采用推桿推出

37、機(jī)構(gòu)使塑料零件脫模順利。 7.1.3 推桿機(jī)構(gòu)具體設(shè)計(jì) （1）、推桿及斜頂布置 綜合模具設(shè)計(jì)頂出系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則，結(jié)合塑件自身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來合理的設(shè)計(jì)頂桿，這些頂桿需要均勻的分布如下圖所示。 7.2 .推出力的計(jì)算 推件力 式中（） ； 查表ABC材料脫模斜度= 綜上所述，此次選擇的注塑機(jī)可以提供此推理要求 7.3 確定頂出方式及推桿位置 本次設(shè)計(jì)采用的頂桿頂出塑件，頂桿表面的截面為圓形，對應(yīng)型芯的加工采用線切割或者是鉆孔就能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械加工，加工方式比較簡單，頂桿用一般的車床即可加工出現(xiàn)。頂桿造價(jià)便宜，均分分布后頂出力均衡。本次設(shè)計(jì)的頂桿

38、均勻的分布在塑件的四周，完成塑件的脫模和頂出。 圖2-8 脫模頂出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 第八章 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 塑料原材料經(jīng)過注塑機(jī)蝸桿的加熱之后進(jìn)入到模具的型腔，融料的溫度一般在170-280攝氏度之間，這個(gè)溫度既要保證塑料材料融化，又要保證不至于溫度過高而導(dǎo)致塑料材料的升華蒸發(fā)。 在融料進(jìn)入模具的型腔之后，需要快速的實(shí)現(xiàn)塑件的固化和成型，完成塑性變形的過程，而且在取出塑件的時(shí)候，需要保證塑件溫度能夠安全的達(dá)到人手可以接觸的溫度，這個(gè)溫度控制在40-60攝氏度之間。這就需要采用外部的冷水進(jìn)入模具的型腔和型芯里面，均勻的對整個(gè)模具進(jìn)行冷卻，不但能夠縮短整個(gè)注塑成型周期，還能夠提高經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)效益，

39、降低生產(chǎn)模具的成本。注塑周期控制在合理的范圍時(shí)間內(nèi)，能夠增加產(chǎn)量，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。 8.1冷卻水道設(shè)計(jì)的要點(diǎn) 1、 冷卻水道應(yīng)該越多越好。 2、 冷卻水道之間的間隔應(yīng)該要均勻。 3、 冷卻水道應(yīng)該先冷卻周邊，最后冷卻流道。 4、 冷卻水道要考慮塑件的實(shí)際結(jié)構(gòu)。 5、 冷卻水道要形成完整的閉合回路，有進(jìn)有出。 6、 冷卻水道不同零件的交接區(qū)域應(yīng)該采用密封圈進(jìn)行防水處理，防止漏水。 7、 考慮模具冷卻水管進(jìn)出水的安裝，應(yīng)該把進(jìn)出水的水嘴設(shè)計(jì)在背面，不能影響操作工的操作。 8.2冷卻水道的布局結(jié)構(gòu)形式 冷卻水道一般是一種閉合回路，是一個(gè)有進(jìn)水口和出水口的循環(huán)系統(tǒng)，冷水進(jìn)去，

40、熱水出來，帶走模具里面的熱量，冷卻水道的結(jié)構(gòu)形式采用的是環(huán)繞式冷卻水管，水管均勻的分布在塑件的四周，冷卻水路排布如圖所示： 圖 8-1 冷卻水道布局結(jié)構(gòu) 8.3 冷卻水道直徑大小的選擇 冷卻水管的直徑大小需要考慮帶走熱量的多少，機(jī)械加工麻花鉆的直徑大小，最后需要考慮注塑機(jī)外部冷卻水管的大小，一般通常采用的冷卻水管的直徑大小為6mm；8mm；10mm；12mm，這幾種規(guī)格的冷卻水管最容易使用麻花鉆來加工，而且注塑機(jī)外部的水嘴接頭和冷卻水的水管也能夠較好的實(shí)現(xiàn)安裝。本次設(shè)計(jì)中，采用了6mm的冷卻水管。 第九章 注塑機(jī)的選擇與校核 注塑機(jī)的型號大小，很大程度上決定了生產(chǎn)效益的高低，如果

41、注塑機(jī)的噸位過大，模具太小，那么久浪費(fèi)了機(jī)器的損耗，相當(dāng)于大車?yán)∝洠貌粌斒?，并且過大的注塑機(jī)噸位容易把模具壓損，模具的模板會逐漸的變形，從而導(dǎo)致降低模具的生產(chǎn)和使用壽命。如果注塑機(jī)的噸位過小，模具外形尺寸過大的情況下，就會造成模具無法安裝進(jìn)注塑機(jī)內(nèi)部進(jìn)行生產(chǎn)，或者是小噸位注塑機(jī)的注塑壓力或者鎖模力等不足，無法滿足生產(chǎn)需求。 注塑機(jī)的主要參數(shù)包括了注塑量，容模厚度，拉桿間距，頂出行程，注射壓力等參數(shù)，其中與模具有關(guān)系的參數(shù)，必須要經(jīng)過計(jì)算校核后才可以使用。 9.1 計(jì)算注塑量 根據(jù)建立后的三維模型測量得到塑件和澆注系統(tǒng)的以下數(shù)據(jù)： 單個(gè)塑件的體積：V1＝23.66cm3； 澆注系統(tǒng)

42、的體積：V2＝3.81cm3 ； 查PE材料參數(shù)表，可以得知PE材料的密度為P=0.96g/cm3； 根據(jù)質(zhì)量計(jì)算公式M=PV計(jì)算塑件的的質(zhì)量M=23.66x0.96=22.72g； 一次注塑成型所需要的體積： 圖9-1 塑件體積測量 9.2注射機(jī)型號的選定 根據(jù)一次注塑成型所需要的注塑量，結(jié)合材料的注射壓力情況，初步選定注塑機(jī)型號為HTF86J/TJ。具體參數(shù)如下表所示； 表3-1注射機(jī)主要參數(shù) 注射裝置 INJECTION UNIT A B C 螺桿直徑 Screw Diameter mm 34 36 40 螺桿長徑比 Screw L/D

43、 Ratio L/D 21.2 20 18 理論容量 Shot Size(Theoretical) cm3 131 147 181 注射重量 Injection Weight(PS) g 119 134 165 注射壓力 Injection Pressure Mpa 206 183 149 螺桿轉(zhuǎn)速 Screw Speed rpm 0～205 合模裝置 CLAMPING UNIT 合模力 Clamp Tonnage KN 860 移模行程 Toggle Stroke mm 310 拉桿內(nèi)距 Space Betw

44、een Tie Bars mm 360x360 最大模厚 Max.Mold Height mm 360 最小模厚 Min.Mold Height mm 150 頂出行程 Ejector Stroke mm 100 頂出力 Ejector Tonnage KN 33 頂出桿根數(shù) Ejector Number Piece 5 其它 OTHERS 最大油泵壓力 Max.Pump Pressure MPa 17.5 油泵馬達(dá) Pump Motor Power kw 7.5 電熱功率 Heater Power kw 6.2

45、 外形尺寸 Machine Dimension(LxWxH) m 4.5x1.25x1.9 重量 Machine Weight t 3.45 料斗容積 Hopper Capacity kg 25 9.3 校核注塑機(jī)注射量 通過上面的計(jì)算，一次注塑成型需要的體積V=8.54；而注塑機(jī)的額定注塑量體積為V=131；所以注射量滿足要求 9.4 校核注射壓力 查注塑模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)手冊，PE材料的成型壓力取值范圍值為50-60MPA之間，而本次選擇的HTF86J/TJ注塑機(jī)的額定注塑壓力最大值可以達(dá)到86Mpa，所以注塑壓力滿足要求。 9.5 校核注塑機(jī)額定鎖模力 鎖

46、模力是抵抗注塑機(jī)噴射出凝料之后，凝料在模具行程成型這段之間內(nèi)的張力，如果注塑機(jī)的鎖模力不足的話，必然造成溢料和毛邊。首先需要計(jì)算塑件和澆注系統(tǒng)的投影面積，投影面積可以直接在三維軟件里面測量得到，根據(jù)以下公式計(jì)算： 式中 n=2 =1133.5=556 在校核鎖模力的時(shí)候，還要考慮平均型腔成型壓力，一般精度等級塑件，常用型腔的成型壓力在之間。本次設(shè)計(jì)中，取一般中間值35Mpa最為計(jì)算校核參數(shù)； 所以鎖模力符合要求； 9.6 校核注塑機(jī)的開模行程 開模行程需要考慮塑件的高度，澆注系統(tǒng)的高度，頂出脫模的高度，校核公式如下： 式中 查注塑機(jī)參數(shù)表

47、，開模距離最大值為310mm，所以滿足要求。 總 結(jié) 經(jīng)過幾個(gè)月的努力，通過查閱了大量圖書館的資料，咨詢了指導(dǎo)老師，在各種專業(yè)論壇里面學(xué)習(xí)相關(guān)知識，在繪圖的時(shí)候，遇到了困難也得到了同學(xué)之間的鼓勵(lì)，并相互學(xué)習(xí)。終于完成了本次的注塑模具設(shè)計(jì)，我更加的了解國內(nèi)外注塑模具的發(fā)展?fàn)顩r，明確了設(shè)計(jì)流程，設(shè)計(jì)目的和意義。 通過這邊時(shí)間的注塑模具設(shè)計(jì)，我復(fù)習(xí)了大學(xué)幾年的專業(yè)課程，包括機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，模具設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，材料學(xué)，工程力學(xué)，機(jī)械制造基礎(chǔ)，機(jī)械加工工藝、機(jī)械制圖等課程。 其次，通過采用三維軟件完成了整套模具的三維總裝圖的繪制，通過采用AUTOCAD軟件繪制了模具完成的二維總裝圖，并且編程了明

48、細(xì)表，包括了國標(biāo)代號，名稱，材料，數(shù)量，技術(shù)要求等，針對設(shè)計(jì)中的非標(biāo)零件圖，進(jìn)行了尺寸標(biāo)注，技術(shù)要求編寫，公差，粗糙度等。使得完成后的工程圖更加符合機(jī)械制圖規(guī)范。滿足企業(yè)加工需求。 再針對完成后的注塑模具設(shè)計(jì)，進(jìn)行了注塑機(jī)的選擇與校核，校核了其中的注塑量，注塑壓力，注塑機(jī)鎖模力，注塑機(jī)的安裝尺寸，注塑機(jī)的頂出行程等參數(shù)。經(jīng)過校核，該型號的注塑機(jī)能夠滿足本套模具注塑生產(chǎn)，并保持一個(gè)合理的經(jīng)濟(jì)效益。 最后根據(jù)完成后的所有內(nèi)容進(jìn)行了設(shè)計(jì)說明書的編制，通過對模具的各個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行理論結(jié)合實(shí)踐，通過圖文并茂的敘述和講解，使得整套模具結(jié)構(gòu)更加清晰，對模具設(shè)計(jì)中的來源于數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證。 本套設(shè)計(jì)完成后，

49、滿足實(shí)際生產(chǎn)需求，是未來從事本專業(yè)技術(shù)設(shè)計(jì)工作的第一步。為未來打下理論和實(shí)踐設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。 致 謝 經(jīng)過幾個(gè)月的付出，終于完成了本次設(shè)計(jì)，在此過程中，遇到了很多的問題，比如在CAD繪圖的時(shí)候，技術(shù)規(guī)范要求不清晰，繪圖操作不熟練。說明書編寫時(shí)復(fù)雜公式計(jì)算出錯(cuò)。三維操作經(jīng)常報(bào)錯(cuò)等問題。但是每當(dāng)我遇到問題的時(shí)候，身邊總有老師的指導(dǎo)，我的老師是一個(gè)很好的人，專業(yè)知識儲備與社會實(shí)踐設(shè)計(jì)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)豐富，不但能夠把書本上的復(fù)雜深奧的內(nèi)容通俗易懂的講解告訴我，還能夠把模具企業(yè)里面的設(shè)計(jì)技巧與設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)傳授給我，通過老師耐心的講解，我才能夠完成本套設(shè)計(jì)，本套設(shè)計(jì)根據(jù)機(jī)械制圖規(guī)范，模具設(shè)計(jì)原則完成，非常感謝我的指導(dǎo)老

50、師。 其次，感謝我的學(xué)校，是學(xué)校提供了良好的學(xué)習(xí)氛圍，校園內(nèi)的學(xué)子都有一種拼搏的心，上進(jìn)的態(tài)度，正式這種態(tài)度深深的感染了我。我同宿舍的同學(xué)，一直與我相互鼓勵(lì)與扶持，不管是理論知識的共同探討，還是繪圖建模，都相互的指導(dǎo)。我們再相互學(xué)習(xí)中共同成長，感謝我的學(xué)校，感謝我的同學(xué)們。 最后，祝愿學(xué)校越來越好，祝愿老師工作順利，身體健康。祝福同學(xué)們踏出校園后找到一份好的工作。 參考文獻(xiàn) [1]高源熙,杜武青,王瑩,詹世景.基于Moldflow的生物儀器蓋板注塑模具優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].塑料工業(yè),2019,47(01):64-68. [2]向超,張建雄,徐向俊,戴甲洪,朱云虎.基于UG8.0風(fēng)扇葉片分

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