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1、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題：盒蓋注塑模具設(shè)計(jì)課題名稱(chēng)：系 別：專(zhuān) 業(yè)：班 級(jí)：姓 名：學(xué) 號(hào)：指導(dǎo)老師：2012-4-1摘 要塑料模具在當(dāng)今社會(huì)越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，從電腦、手機(jī)、飲料、臺(tái)燈、水筆、水盆等方面應(yīng)用極其廣泛，可以說(shuō)從我們的吃穿住行都離不開(kāi)它。注射成形是成形熱塑件的主要方法，因此應(yīng)用范圍很廣。注射成形是把塑料原料放入料筒中經(jīng)過(guò)加熱熔化，使之成為高黏度的流體，用柱塞或螺桿作為加壓工具，使熔體通過(guò)噴嘴以較高壓力注入模具的型腔中，經(jīng)過(guò)冷卻、凝固階段，而后從模具中脫出，成為塑料制品。本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)是盒蓋注塑模的設(shè)計(jì)，該模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成型分型都非常簡(jiǎn)單。依據(jù)產(chǎn)品的數(shù)量和塑料的工藝性能確定了以單分型面注

2、塑模的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)。模具的型腔采用一模一腔，澆注系統(tǒng)采用直澆口成形，推出形式為推桿推出機(jī)構(gòu)完成塑件的推出。由于塑件的工藝性能要求注塑模中有冷卻系統(tǒng)，因此在模具設(shè)計(jì)中也進(jìn)行了設(shè)計(jì)。本次的設(shè)計(jì)中參考了大量的文獻(xiàn)，還在互聯(lián)網(wǎng)上查找資料，設(shè)計(jì)過(guò)程比較完整。關(guān)鍵詞： 單分型面注射模具；ABS;塑料模具。目錄摘 要2Abstract3緒論51 國(guó)際國(guó)內(nèi)塑料成型模具發(fā)展概況52 我國(guó)模具設(shè)計(jì)技術(shù)今后發(fā)展方向61塑料制件的工藝性分析及工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 81.1成型塑料制件結(jié)構(gòu)工藝性分析81.2 塑件材料的分析92.塑件成型的基本過(guò)程112.1塑化過(guò)程112.2充模過(guò)程122.3冷卻凝固過(guò)程122.4脫模過(guò)程123

3、 注塑設(shè)備的選擇133.1估算塑件體積質(zhì)量133.2 選擇注塑機(jī)134 塑料件的工藝尺寸的計(jì)算145 分型面的設(shè)計(jì)176 注塑機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核177脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與合模導(dǎo)向結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)197.1脫模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)197.2合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)198澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)199 排氣系統(tǒng)和溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)209.1 排氣系統(tǒng)209.2 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)2110 繪制裝配圖22總結(jié)25參考文獻(xiàn)26緒論1 國(guó)際國(guó)內(nèi)塑料成型模具發(fā)展概況80年代以來(lái)，在國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策和與之配套的一系列國(guó)家經(jīng)濟(jì)政策的支持和引導(dǎo)下，我國(guó)模具工業(yè)發(fā)展迅速，年均增速為13%，2003年我國(guó)模具工業(yè)產(chǎn)值為375億，至2007年我國(guó)模具總產(chǎn)值約為5

4、25億元，其中塑料模約35%左右。在未來(lái)的模具市場(chǎng)中，塑料模在模具總量中的比例還將逐步提高。我國(guó)塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)半個(gè)多世紀(jì)，有了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高。在大型模具方面已能生產(chǎn)48英寸大屏幕彩電塑殼注射模具、6.5Kg大容量洗衣機(jī)全套塑料模具以及汽車(chē)保險(xiǎn)杠和整體儀表盤(pán)等塑料模具，精密塑料模具方面，已能生產(chǎn)照相機(jī)塑料件模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。如天津津榮天和機(jī)電有限公司和煙臺(tái)北極星模具有限公司制造多腔VCD和DVD齒輪模具，所生產(chǎn)的這類(lèi)齒輪塑件的尺寸精度、同軸度、跳動(dòng)等要求都達(dá)到了國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品的水平，而且還采用最新的齒輪設(shè)計(jì)軟件，糾正了由于成型收縮造成齒形誤差，達(dá)到

5、了標(biāo)準(zhǔn)漸開(kāi)線齒形要求。還能生產(chǎn)厚度僅為0.08mm的一模兩腔的航空杯模具和難度較高的塑料門(mén)窗擠出模等等。注塑模型腔制造精度可達(dá)0.02mm0.05mm，表面粗糙度Ra0.2m，模具質(zhì)量、壽命明顯提高了，非淬火鋼模壽命可達(dá)1030萬(wàn)次，淬火鋼模達(dá)501000萬(wàn)次，交貨期較以前縮短，但和國(guó)外相比仍有較大差距，具體數(shù)據(jù)見(jiàn)表1-1。表1-1 國(guó)內(nèi)外塑料模具技術(shù)比較表項(xiàng)目國(guó)外國(guó)內(nèi)注塑模型腔精度0.0050.01mm0.020.05mm型腔表面粗糙度Ra0.010.05mRa0.20m非淬火鋼模具壽命1060萬(wàn)次1030萬(wàn)次淬火鋼模具壽命160300萬(wàn)次50100萬(wàn)次熱流道模具使用率80%以上總體不足10

6、%標(biāo)準(zhǔn)化程度7080%小于30%在模具行業(yè)占有量3040%2530%成型工藝方面，多材質(zhì)塑料成型模、高效多色注射模、鑲件互換結(jié)構(gòu)和抽芯脫模機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新方面也取得較大進(jìn)展。氣體輔助注射成型技術(shù)的使用更趨成熟，如青島海信模具有限公司、天津通信廣播公司模具廠等廠家成功地在2934英寸電視機(jī)外殼以及一些厚壁零件的模具上運(yùn)用氣輔技術(shù)，一些廠家還使用了C-MOLD氣輔軟件，取得較好的效果。如上海新普雷斯等公司就能為用戶(hù)提供氣輔成型設(shè)備及技術(shù)。熱流道模具開(kāi)始推廣，有的廠采用率達(dá)20%以上，一般采用內(nèi)熱式或外熱式熱流道裝置，少數(shù)單位采用具有世界先進(jìn)水平的高難度針閥式熱流道模具。但總體上熱流道的采用率達(dá)不到10%

7、，與國(guó)外的50%80%相比，差距較大。在制造技術(shù)方面，CAD/CAM/CAE技術(shù)的應(yīng)用水平上了一個(gè)新臺(tái)階，以生產(chǎn)家用電器的企業(yè)為代表，陸續(xù)引進(jìn)了相當(dāng)數(shù)量的CAD/CAM系統(tǒng)，如美國(guó)EDS的UG、美國(guó)Parametric Technology公司的Pro/Emgineer、美國(guó)CV公司的CADS5、英國(guó)Deltacam公司的DOCT5、日本HZS公司的CRADE、以色列公司的Cimatron、美國(guó)AC-Tech公司的C-Mold及澳大利亞Moldflow公司的MPA塑模分析軟件等等。這些系統(tǒng)和軟件的引進(jìn)，雖花費(fèi)了大量資金，但在我國(guó)模具行業(yè)中，實(shí)現(xiàn)了CAD/CAM的集成，并能支持CAE技術(shù)對(duì)成型過(guò)

8、程，如充模和冷卻等進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬，取得了一定的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)和推動(dòng)了我國(guó)模具CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展。近年來(lái)，我國(guó)自主開(kāi)發(fā)的塑料模CAD/CAM系統(tǒng)有了很大發(fā)展，主要有北航華正軟件工程研究所開(kāi)發(fā)的CAXA系統(tǒng)、華中科技開(kāi)發(fā)的注塑模HSC5.0系統(tǒng)及CAE軟件等，這些軟件具有適應(yīng)國(guó)內(nèi)模具的具體情況、能在微機(jī)上應(yīng)用且價(jià)格低等特點(diǎn)，為進(jìn)一步普及模具CAD/CAM技術(shù)創(chuàng)造了良好條件。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)已較廣泛地采用一些新的塑料模具鋼，如：P20，3Gr2Mo、PMS、SM、SM等，對(duì)模具的質(zhì)量和使用壽命有著直接的重大影響，但總體使用量仍較少。塑料模具標(biāo)準(zhǔn)模架、標(biāo)準(zhǔn)推桿和彈簧等越來(lái)越廣泛得到應(yīng)用，并且出現(xiàn)

9、了一些國(guó)產(chǎn)的商品化的熱流道系統(tǒng)元件。但目前我國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)化程度的商品化程度一般在30%以下，和國(guó)外先進(jìn)工業(yè)國(guó)家已達(dá)到70%80%相比，仍有差距。2 我國(guó)模具設(shè)計(jì)技術(shù)今后發(fā)展方向（1）提高大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具的設(shè)計(jì)水平及比例。這是由于塑料模成型的制品日漸大型化、復(fù)雜化和高精度要求以及因高生產(chǎn)率要求而發(fā)展的一模多腔所致。（2）在塑料模設(shè)計(jì)制造中全面推廣應(yīng)用CAD/CAM/CAE技術(shù)。CAD/CAM技術(shù)已發(fā)展成為一項(xiàng)比較成熟的共性技術(shù)，近年來(lái)模具CAD/CAM技術(shù)的硬件與軟件價(jià)格已降低到中小企業(yè)普遍可以接受的程度，為其進(jìn)一步普及創(chuàng)造良好的條件；基于網(wǎng)絡(luò)的CAD/CAM/CAE一體化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)初見(jiàn)

10、端倪，其將解決傳統(tǒng)混合型CAD/CAM系統(tǒng)無(wú)法滿足實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程分工協(xié)作要求的問(wèn)題；CAD/CAM軟件的智能化程度將逐步提高；塑料制件及模具的3D設(shè)計(jì)與成型過(guò)程的3D分析將在我國(guó)塑料模具工業(yè)中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。（3）推廣應(yīng)用熱流道技術(shù)、氣輔注射成型技術(shù)和高壓注射成型技術(shù)。采用熱流道技術(shù)的模具可提高制件的生產(chǎn)率和質(zhì)量，并能大幅度節(jié)省塑料制件的原材料和節(jié)約能源，所以廣泛應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)是塑料模具的一大變革。制訂熱流道元器件的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，積極生產(chǎn)價(jià)廉高質(zhì)量的元器件，是發(fā)展熱流道模具的關(guān)鍵。氣體輔助注射成型可在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，大幅度降低成本。目前在汽車(chē)和家電行業(yè)中正逐步推廣使用。氣體輔助注射成型比傳

11、統(tǒng)的普通注射工藝有更多的工藝參數(shù)需要確定和控制，而且常用于較復(fù)雜的大型制品，模具設(shè)計(jì)和控制的難度較大，因此，開(kāi)發(fā)氣體輔助成型流動(dòng)分析軟件，顯得十分重要。另一方面為了確保塑料件精度，繼續(xù)研究開(kāi)發(fā)高壓注射成型工藝與模具也非常重要。（4）開(kāi)發(fā)新的成型工藝和快速經(jīng)濟(jì)模具。以適應(yīng)多品種、少批量的生產(chǎn)方式。（5）提高塑料模標(biāo)準(zhǔn)化水平和標(biāo)準(zhǔn)件的使用率。我國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)件水平和模具標(biāo)準(zhǔn)化程度仍較低，與國(guó)外差距甚大，在一定程度上制約著我國(guó)模具工業(yè)的發(fā)展，為提高模具質(zhì)量和降低模具制造成本，模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用要大力推廣。為此，首先要制訂統(tǒng)一的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，并嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)；其次要逐步形成規(guī)模生產(chǎn)，提高商品化程度、提高標(biāo)準(zhǔn)件質(zhì)

12、量、降低成本；再次是要進(jìn)一步增加標(biāo)準(zhǔn)件的規(guī)格品種。（6）應(yīng)用優(yōu)質(zhì)材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù)對(duì)于提高模具壽命和質(zhì)量顯得十分必要。（7）研究和應(yīng)用模具的高速測(cè)量技術(shù)與逆向工程。采用三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x或三坐標(biāo)掃描儀實(shí)現(xiàn)逆向工程是塑料模CAD/CAM的關(guān)鍵技術(shù)之一。研究和應(yīng)用多樣、調(diào)整、廉價(jià)的檢測(cè)設(shè)備是實(shí)現(xiàn)逆向工程的必要前提。1塑料制件的工藝性分析及工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1.1成型塑料制件結(jié)構(gòu)工藝性分析塑料制件主要根據(jù)使用要求進(jìn)行設(shè)計(jì),除考慮充分發(fā)揮所用塑料的性能特點(diǎn)外,還應(yīng)考慮塑件的結(jié)構(gòu)工藝性,塑件結(jié)構(gòu)工藝性的主要內(nèi)容包括塑件的尺寸和精度,表面粗糙度,形狀,壁厚,斜度,加強(qiáng)筋,支撐面,圓角,孔,螺紋,嵌件,鉸鏈,標(biāo)記

13、,符號(hào)和文字。據(jù)所給零件的結(jié)構(gòu),本設(shè)計(jì)從以下幾方面對(duì)其分析：結(jié)構(gòu)分析 從零件圖分析，該零件總體結(jié)構(gòu)為抽殼體，從塑件厚來(lái)看，總的來(lái)講塑件壁厚變化比較均勻，有利于零件成型。塑件壁厚分析 塑件壁厚的設(shè)計(jì)與塑件原料的性能、塑件結(jié)構(gòu)、成型條件、塑件的質(zhì)量及其使用要求都有密切的聯(lián)系。壁厚過(guò)小，會(huì)造成充填阻力增大，特別對(duì)于大型件、復(fù)雜制件將難于成型。塑件的厚度的最小尺寸應(yīng)滿足以下要求：滿足塑件結(jié)構(gòu)和使用性能要求下取小壁厚 能承受推出機(jī)構(gòu)等的沖擊和振動(dòng) 制品連接緊固處、嵌件埋入處等具有足夠的厚度 保證貯存、搬運(yùn)過(guò)程中強(qiáng)度所需的壁厚 滿足成型時(shí)熔體充模所需的壁厚。塑料制件規(guī)定有最小壁厚值，表2-1為熱塑性塑件最

14、小壁厚及常用壁厚推薦值。表2-1熱塑性塑件最小壁厚及常用壁厚推薦值塑料類(lèi)型制件流程50mm的最小壁厚/mm一般制件的壁厚/mm大型制件的壁厚/mm聚丙烯（pp）0.852.45-2.752.4-3.2脫模斜度分析 當(dāng)塑件成型后因塑料收縮而包緊型芯，若塑件外形較復(fù)雜時(shí)，塑件的多個(gè)面與型芯緊貼，從而脫模阻力較大。為防止脫模時(shí)塑件的表面被檫傷和推頂變形，需設(shè)脫模斜度。一般來(lái)說(shuō)，塑件高度在25mm以下者可不考慮脫模斜度。但是，如果塑件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，即使脫模高度僅幾毫米，也必須認(rèn)真設(shè)計(jì)脫模斜度。斜度作用： 便于塑件脫模，防止脫模時(shí)擦傷塑件，須在塑件內(nèi)外表面脫模方向上留有足夠的斜度，在模具上稱(chēng)為脫模斜度。脫模

15、斜度選取:取決于塑件的形狀、壁厚及塑料的收縮率，一般取30130。塑件脫模斜度的選取應(yīng)遵循以下原則：1 塑料的收縮率大，壁厚，斜度應(yīng)取偏大值，反之取偏小值。2 塑件結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，脫模阻力就比較大，應(yīng)選用較大的脫模斜度。3 當(dāng)塑件高度不大（一般小于2mm）時(shí)，可以不設(shè)斜度；對(duì)型芯長(zhǎng)或深型腔的塑件，斜度取偏小值。但通常為了便于脫模，在滿足制件的使用和尺寸公差要求的前提下可將斜度值取大些。4 一般情況下，塑件外表面的斜度取值可比內(nèi)表面的小些，有時(shí)也根據(jù)塑件的預(yù)留位置（留于凹?；蛲鼓Ｉ希﹣?lái)確定制件內(nèi)外表面的斜度。5 熱固性塑料的收縮率一般較熱塑性塑料的小一些，故脫模斜度也相應(yīng)取小一些。6 一般情況下，

16、脫模斜度不包括在塑件的公差范圍內(nèi)。綜合以上的原則，由于塑件高度不是很大，收縮率一般，本設(shè)計(jì)中采用30的脫模斜度。表面粗糙度分析 塑料制件的表面粗糙度，除了在成型時(shí)從工藝上盡可能避免冷疤、云紋等癡點(diǎn)外，主要取決于模具成型零件的表面粗糙度。一般模具的表面粗糙度值要比塑件的低12級(jí)，塑料制件的表面粗糙度Ra值一般為1.60.2um，在模具使用中，由于型腔磨損而使表面粗糙度值不斷加大，應(yīng)隨時(shí)給以拋光復(fù)原。非配合表面和隱蔽面可取較大的表面粗糙度值，除塑件外表面有特殊要求以外，一般型腔的表面粗糙度值要低于型芯的。此外，塑件的表面粗糙度與塑料的品種有關(guān)。一般，型腔表面粗糙度要求達(dá)到0.20.4mm。1.2

17、塑件材料的分析PE，是聚乙烯的簡(jiǎn)寫(xiě)，是由乙烯聚合而成的的聚合物，作為塑料使用時(shí)，其平均相對(duì)分子質(zhì)量要在1萬(wàn)以上。根據(jù)聚合物條件不同，實(shí)際平均相對(duì)分子質(zhì)量可從1萬(wàn)到幾百萬(wàn)不等。生成的PE乙烯單體大部分是由石油裂解得到 聚乙烯是樹(shù)脂中分子結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單的一種，它原料來(lái)源豐富，價(jià)格較低，具有優(yōu)異的電絕緣性和化學(xué)穩(wěn)定性，易于成型加工，并且品種較多，可滿足不同性能要求，因此它從問(wèn)世以來(lái)發(fā)展很快，是目前產(chǎn)量最大的樹(shù)脂品種，用途極廣泛1.2.1 PE塑料主要的性能指標(biāo)：PE材料的性能特點(diǎn):質(zhì)軟,機(jī)械性能差,表面硬度低,化學(xué)穩(wěn)定性好,但不耐強(qiáng)氧化劑,耐水性好 PE的成型特點(diǎn):成型前不可預(yù)熱,收縮大,易變形,冷卻時(shí)

18、間長(zhǎng),成型效率不高,塑件有淺側(cè)凹可強(qiáng)制脫模PE材料在模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng):澆注系統(tǒng)應(yīng)盡快保證充型,須設(shè)冷卻系統(tǒng),使用溫度一般為800CPE材料的品種多，根據(jù)塑件的要求及特點(diǎn)，我們選用低密度聚乙烯來(lái)作為注塑材料PE材料的品種很多，在此低密度聚乙烯（LDPE）作為塑件的注塑材料。LDPE是在高溫和特別高的壓力下通過(guò)典型的自由基聚合過(guò)程得到的。早在20世紀(jì)40年代初，LDPE已用于電線包覆，是PE家族中最早出現(xiàn)的產(chǎn)品。LDPE綜合了許多優(yōu)良的性能，如透明性、封合性、易于加工，是當(dāng)今聚合物工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的材料之一。LDPE通?？刹捎霉苁胶透椒磻?yīng)器兩種生產(chǎn)工藝制備，聚合時(shí)壓力為（150350）Mp

19、a，聚合溫度在150260之間，并加入適量的引發(fā)劑。與其他工藝過(guò)程得到的線性PE不同，高壓自由基聚合歷程易發(fā)生鏈轉(zhuǎn)移，得到的聚合物存在大量的支鏈結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)使LDPE具有透明、柔順，易于擠出等特定性能。通過(guò)控制平均相對(duì)分子質(zhì)量（MW）、結(jié)晶度和相對(duì)分子質(zhì)量分布（MWD），可以是LDPE樹(shù)脂獲得多種應(yīng)用。聚合物的平均相對(duì)分子質(zhì)量是用組成聚合物的所有分子鏈的平均尺寸來(lái)表達(dá)的，為方便起見(jiàn)，在塑料工業(yè)中采用熔體流動(dòng)速率（MFR）作為平均相對(duì)分子質(zhì)量的量度，MFR的單位為g/10min，MFR的值與平均相對(duì)分子質(zhì)量的大小成反比。LDPE的結(jié)晶度與樹(shù)脂中的短支鏈的含量有關(guān)，結(jié)晶度通常為30%40%，結(jié)晶

20、度的提高是LDPE的剛性、耐化學(xué)藥品性、阻隔性、拉伸強(qiáng)度和耐熱性增加。而沖擊強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度和耐應(yīng)力開(kāi)裂性能降低。1.2.2 PE的注射成型工藝參數(shù):密度（g/cm）： 0.9100.925計(jì)算收縮率（%）：0.30.8預(yù)熱溫度（）： 7080預(yù)熱時(shí)間（h）： 12料筒溫度（） 前段 170200 后段 140160模具溫度（）： 3555注射壓力（MPa）：60100成型時(shí)間（s）：注射時(shí)間 1560 高壓時(shí)間 03冷卻時(shí)間 2090 總周期 50160適應(yīng)注射機(jī)類(lèi)型： 柱塞式2.塑件成型的基本過(guò)程注塑成型是把塑料原料（一般經(jīng)過(guò)造粒、染色、添加劑等處理之后的顆粒）放入料間當(dāng)中，經(jīng)過(guò)加熱溶化使之

21、成為高粘度的流體-熔體用柱塞或螺桿作為加壓工具，使得熔體通過(guò)噴嘴以較高的壓力（約2085mpa），溶入模具的型腔中經(jīng)過(guò)冷卻、凝固階段，而后從模具中脫出，成為塑料制品。2.1塑化過(guò)程現(xiàn)代式的注射機(jī)基本上采取螺桿式的塑化設(shè)備，塑料原粒（稱(chēng)為物料）自從送料斗以定容方式送入料筒，通過(guò)料筒外的點(diǎn)加熱裝置和料筒內(nèi)的螺桿旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的摩擦熱，使物理熔化達(dá)到一定的溫度后即可注射，注射動(dòng)作是由螺桿的推進(jìn)來(lái)完成的。2.2充模過(guò)程熔體自注射機(jī)的噴嘴噴出來(lái)后，進(jìn)入模具的型腔內(nèi)，將型腔內(nèi)的空氣排出，并充滿型腔，然后升到一定壓力，使溶體的密度增加，充實(shí)型腔的每一個(gè)角落。充模過(guò)程是注射成型的最主要的過(guò)程，由于塑料溶體的流動(dòng)是

22、非牛頓流動(dòng)，而且粘度很大，所以在壓力損耗，粘度變化，多般匯流等現(xiàn)象左右塑件的質(zhì)量，因此充模過(guò)程的關(guān)鍵問(wèn)題-澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)就成為注射模具設(shè)計(jì)過(guò)程的重點(diǎn)，現(xiàn)代的設(shè)計(jì)方法已經(jīng)運(yùn)用了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)以解決澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)中疑難問(wèn)題。2.3冷卻凝固過(guò)程熱塑性塑料的注射成型過(guò)程是熱交換過(guò)程，即： 塑化注射充模固化成型 加熱理論上絕熱散熱熱交換效果的好壞決定了塑件的質(zhì)量，模具設(shè)計(jì)時(shí)，散熱交換也要充分考慮，在現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法中也采用了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)來(lái)解決問(wèn)題。2.4脫模過(guò)程塑件在型腔內(nèi)固化后，必須采取機(jī)械的方式把它從型腔內(nèi)取出，這個(gè)動(dòng)作由脫模機(jī)構(gòu)來(lái)完成。不合理的脫模機(jī)構(gòu)對(duì)塑件的質(zhì)量影響很大，但塑件的幾何形狀是千變?nèi)f化的

23、，必須采用最有效和最好的脫模方式。因此，脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)也是注射模具設(shè)計(jì)的一個(gè)主要環(huán)節(jié)，由于標(biāo)準(zhǔn)化的推廣，許多標(biāo)準(zhǔn)化的脫模機(jī)構(gòu)零部件也有商品供應(yīng)。由3.1至3.4形成了一個(gè)循環(huán)，就完成了一次成型乃至很多塑件3 注塑設(shè)備的選擇3.1估算塑件體積質(zhì)量建模，三維零件設(shè)計(jì)利用UG軟件。進(jìn)行三維實(shí)體建模，并可直接通過(guò)軟件進(jìn)行測(cè)量所以v=14cm 因?yàn)镻E的密度為0.925g /cm 該產(chǎn)品m=0.92514=13g。3.2 選擇注塑機(jī)根據(jù)模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)表2-40選擇注射機(jī)XS-ZY-125螺桿式注射機(jī)，其參數(shù)如下：額定注射量：125 螺桿直徑：42mm 注射壓力：150Mpa 鎖模力：900KN

24、模板行程：300mm 模具最大厚度：300mm 模具最小厚度：200mm模板尺寸：450420mm拉桿空間：260290mm 定位孔直徑：100mm合模方式：液壓機(jī)械 4 塑料件的工藝尺寸的計(jì)算1.型芯設(shè)計(jì)1）、型芯的尺寸計(jì)算a)、型芯的尺寸按以下公式計(jì)算D=1+d+x式中D型芯外徑尺寸d塑件內(nèi)形尺寸塑件公差塑料平均收縮率成形零件制造公差,取/2。 2.型腔設(shè)計(jì)1）、型腔徑向尺寸按以下公式計(jì)算D=1+dx式中D型腔的內(nèi)形尺寸d塑件外形基本尺寸 塑件公差塑料平均收縮率成形零件制造公差,取/2。2)、型腔深度尺寸按以下公式計(jì)算=式中型腔深度 塑件外形高度尺寸 塑件公差塑料平均收縮率成形零件制造公差

25、,取 3.由于該產(chǎn)品不是透明的，所以型芯的表面粗糙度要求不需那么高。一般取Ra1.6,在機(jī)床上加工就可以直接投入使用，不需要經(jīng)過(guò)其它的特殊加工。考慮模具的修模以及型芯的磨損，在精度范圍內(nèi)，型芯尺寸盡量取大值。而型腔則取大值，型腔的表面粗糟將決定產(chǎn)品的外觀，因此型腔的表面粗糙度則要求較高，一般取Ra0.80.4。在本次設(shè)計(jì)中，型腔取Ra0.8。4.X綜合修正系數(shù)（考慮塑料收縮率的偏差和波動(dòng)，成型零件的磨損等因素），塑件精度低、批量較小時(shí)，X取1/2；塑件精度高、批量比較大，X取3/4，根據(jù)設(shè)計(jì)要求取X為0.5。9、型腔、型芯工作尺寸的計(jì)算要計(jì)算型芯、型腔的工作尺寸，必先確定塑件的公差及模具的制造

26、公差。根據(jù)要求塑件精度取五級(jí)精度。根據(jù)塑料制件公差數(shù)值表（SJ137278）塑件在五級(jí)精度下，基本尺寸對(duì)應(yīng)的尺寸公差如下：基本尺寸公差基本尺寸公差30.16360.186100.2010140.2214180.2418240.2824300.3230400.3640500.4050650.4665800.52801000.601001200.68 1、型腔：寬度方向d=65；取=0.8-0.3%/2=0.25%（以下收縮率都取0.25%） D=（1+0.0025）650.50.60=64.86 長(zhǎng)度方向 d2=88;D2=（1+0.0025）880.50.68=87.88 2、型腔深度：H=1

27、3 ; X=0.4 H=(1+0.0025) 13+0.40.18=13.1045 3、型芯： 1）寬度方向d=65 D=（1+0.0025）65+0.50.60=64.86 2）長(zhǎng)度方向d=88 D=（1+0.0025）88+0.50.68=87.8810、型腔壁厚計(jì)算1.型腔的強(qiáng)度及剛度要求塑料模具型腔的側(cè)壁和底壁厚度計(jì)算是模具設(shè)計(jì)中經(jīng)常遇到的問(wèn)題，尤其對(duì)大型模具更為突出。目前常用的計(jì)算方法有按強(qiáng)度條件計(jì)算和按剛度條件計(jì)算兩類(lèi)，但塑料模具要求既不許因強(qiáng)度不足而發(fā)生明顯變形，甚至破壞，也不許剛度不足而變形過(guò)大的情況，因此要求對(duì)強(qiáng)度和剛度加以考慮。對(duì)于型腔主要受到的力是塑料熔體的壓力，在塑料熔

28、體的壓力作用下，型腔將產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力及變形。如果型腔側(cè)壁和底壁厚度不夠。當(dāng)型腔中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力超過(guò)材料的許用應(yīng)力時(shí)，型腔發(fā)生強(qiáng)度破壞，與此同時(shí)，剛度不足則發(fā)生彈性變形，從而產(chǎn)生溢料現(xiàn)象，將影響塑件成型質(zhì)量，所以模具對(duì)強(qiáng)度和剛度都有要求。但是，實(shí)踐證明，模具對(duì)強(qiáng)度和剛度的要求并非同時(shí)兼顧，對(duì)大型腔，按剛度條件，對(duì)小型腔則按強(qiáng)度條件計(jì)算即可。（在本設(shè)計(jì)中按強(qiáng)度條件來(lái)計(jì)算）1） 對(duì)長(zhǎng)方形型腔壁厚和底板厚度的計(jì)算a、型腔底板厚度： 式中型腔內(nèi)塑料熔體的壓力（MPa），一般取2545MPaL型腔側(cè)壁邊長(zhǎng)（mm） b型腔寬度（mm） B凹模寬度（mm）材料的許用應(yīng)力，一般取100Mpa型腔側(cè)壁長(zhǎng)邊尺寸（mm）=

29、58.65mm由于根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)模架查得定模板的厚度為60mm，綜合各方面考慮，現(xiàn)確定定模板厚為60mm，可以滿足型腔的強(qiáng)度要求。b、確定型腔的壁厚型腔寬度鑲拼式腔壁厚 40 94050910506010116070111270801213809013149010014151001201517120140171914016019215 分型面的設(shè)計(jì)分型面的位置要有利于模具加工，排氣、脫模及成型操作，塑料制件的表面質(zhì)量等。外表質(zhì)量：分型面最好不選在制品光亮平滑的外表面或帶圓弧的轉(zhuǎn)角處，方便脫模，制件留在動(dòng)模邊：從制件的推出裝置設(shè)置方便考慮。包緊力大的，芯應(yīng)設(shè)在動(dòng)模邊而將凹模放在定模邊包緊力小且不能確切

30、判斷留向的將型芯和凹模的主要部分都設(shè)在動(dòng)模邊對(duì)型芯無(wú)包緊力，對(duì)凹模粘附力較大的，將粘附力較大的設(shè)在動(dòng)模邊同心度要求：要求同心的部分放在模具分型面的同一側(cè)。排氣：當(dāng)分型面作為主要排氣面時(shí) 料流的末端應(yīng)在分型面上以利排氣。該模具設(shè)計(jì)的分型面設(shè)計(jì)如圖所示：6 注塑機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核每副模具都只能安裝在與其相適應(yīng)的注塑機(jī)上進(jìn)行生產(chǎn)，因此模具設(shè)計(jì)與所用的注塑機(jī)關(guān)系十分密切。在設(shè)計(jì)模具時(shí)，應(yīng)校核注塑機(jī)的一些技術(shù)參數(shù)5.2.1注射量的校核 根據(jù)模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)可知：塑件的體積應(yīng)小于注射機(jī)的注射容量，其公式按下式校核： 0.8=0.8125=100式中：塑件與澆注系統(tǒng)的體積總和 注射機(jī)的注射量（） 0.8

31、最大注射量的利用系數(shù)經(jīng)估計(jì)算得：14+72所以=100 pF=436KN 故合格5.2.3注射機(jī)安裝模具部分的尺寸校核 噴嘴尺寸：噴嘴尺寸與澆口套相適應(yīng)，澆口套是根據(jù)噴嘴尺寸來(lái)設(shè)計(jì)的； 定位環(huán)尺寸：定位環(huán)高度10mm，直徑100mm（與定位孔相配合）；模具厚度：Hmin=200mmHm=250Hmax=300 合格 7脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與合模導(dǎo)向結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)7.1脫模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)塑件冷卻后由于有少量的收縮，塑件會(huì)緊抱在型芯上，所以在脫出產(chǎn)品時(shí)不像沖壓件那么可以自動(dòng)脫落。這樣，我們必須設(shè)計(jì)推出機(jī)構(gòu)將塑件頂出，推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)我們考慮的是要使塑件各部分受力均勻，在此設(shè)計(jì)中，由于采用了一模一腔的結(jié)構(gòu)，模具開(kāi)模時(shí)，

32、在注塑機(jī)的作用下，動(dòng)模部分向開(kāi)模方向運(yùn)動(dòng) 運(yùn)動(dòng)到一定位置，注塑機(jī)的頂出裝置作用在頂針板上，頂針板推動(dòng)斜頂將產(chǎn)品頂出模外不會(huì)損害產(chǎn)品內(nèi)扣部分。7.2合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要包括導(dǎo)柱、導(dǎo)套，主要作用是在動(dòng)模與定模合模時(shí)保證型芯和型腔的精確定位。導(dǎo)向零件應(yīng)合理地均勻分別在模具的周?chē)蚩拷吘壍牟课?，其中心至模具邊緣?yīng)有足夠的距離，以保證模具的強(qiáng)度，防止壓入導(dǎo)柱和導(dǎo)套后發(fā)生變形。根據(jù)模具的形狀和大小，一副模具一般采用2到4根導(dǎo)柱。在此設(shè)計(jì)中采用了4根導(dǎo)柱。加工個(gè)導(dǎo)柱、導(dǎo)套孔時(shí)，應(yīng)將定模板、推件板、動(dòng)模板合在一起，一次性加工出來(lái)，以保證孔的同心度，然后再在定模板、動(dòng)模板上加工沉頭孔。導(dǎo)柱導(dǎo)套的具體

33、結(jié)構(gòu)見(jiàn)裝配圖8澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)它是獲得優(yōu)良性能和理想外觀的塑件以及最佳的成型效率有直接影響。 此塑件采用普通流道系統(tǒng)，它是主由流道、分流道、澆口、冷料穴組成的。澆注系統(tǒng)是一副模具的重要的內(nèi)容之一。從總體來(lái)說(shuō)，它的作用可以作如下歸納：它是將來(lái)自注塑機(jī)噴嘴的塑料熔體均勻而平穩(wěn)地輸教送到型腔，同時(shí)使型腔的氣體能及時(shí)順利排出，在塑件熔體填充凝固的過(guò)程中，將注塑壓力有效地傳遞到型的各個(gè)部位，以獲得形完整、內(nèi)外在質(zhì)量?jī)?yōu)良的塑件制件。澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的一般原則：了解塑件的成型性能和塑件熔料的流動(dòng)特性。采用盡量短的流程，以降低熱量與壓力損失。澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)該有利于良好的排氣，澆注系統(tǒng)應(yīng)能順利填充型腔。便

34、于修整澆口以保證塑件外觀質(zhì)量。確保均勻進(jìn)料。該次模具設(shè)計(jì)采取直澆口入澆模式故只需設(shè)計(jì)主流道即可主流道設(shè)計(jì)主流道是澆注系統(tǒng)中從注塑機(jī)噴嘴與模具的部位開(kāi)始，到分流道為止的塑件熔體的流通通道。在注塑機(jī)上，主流道垂直分型面。為了使凝料從其中順利推出，需設(shè)計(jì)成圓錐形，錐角為2060，表面粗糙度Ra0.8m,主流道部分在成型過(guò)程中，其小端入口處與注塑機(jī)及一定溫度、壓力的塑料熔體要冷熱交替反復(fù)接觸，屬易損件，對(duì)材料的要求較高，因而模具的主流道部分常設(shè)計(jì)成可拆。一般采用碳素工具鋼即T8A、T10A等。把它熱處理到5357HRC。取主流道的球面半徑為15.5mm.澆口套大體結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示：9 排氣系統(tǒng)和溫度

35、調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)9.1 排氣系統(tǒng)ABS料在熔化時(shí)，會(huì)產(chǎn)生氣體，所以當(dāng)塑料在充滿型腔時(shí)及澆注系統(tǒng)內(nèi)的空氣，如果在型腔中不及時(shí)排除干凈，可以會(huì)在塑件上形成氣泡、接縫、表面輪廓不清及充填缺料等缺陷。另一方面氣體的受壓產(chǎn)生反向壓力而降低充模速度，還可能造成塑件碳化或燒焦。注射成型時(shí)的排氣可采用如下四種方式排氣：1 利用配合間隙排氣；2 在分型面上開(kāi)設(shè)排氣槽排氣；3 利用排氣守排氣；4 強(qiáng)制性排氣；該模具是采用利用配合間隙排氣。其間隙值約為0.030.05mm.它常用于中小型的簡(jiǎn)單模具。 9.2 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)需要考慮模具的結(jié)構(gòu)、塑件的尺寸和壁厚、鑲塊的位置、熔接痕的產(chǎn)生位置等。（1）塑

36、件厚度均勻，冷卻通道至型腔表面的距離相等，亦即冷卻通道的排列與型腔的形狀相吻合，塑件壁厚處冷卻通道應(yīng)靠近型腔，間距要小以加強(qiáng)冷卻。一般冷卻通道與型腔表面的距離大于10mm，為冷卻通道直徑的12倍。（2）在模具結(jié)構(gòu)允許的前提下，冷卻通道的孔徑盡量大，冷卻回路的數(shù)量盡量多，以保證冷卻均勻。（3）為防止漏水，鑲塊與鑲塊的拼接處不應(yīng)設(shè)置冷卻通道，并注意水道穿過(guò)型芯、型腔與模板接縫處時(shí)的密封以及水管與水嘴連接處的密封，同時(shí)水管接頭部位設(shè)置在不影響操作的方向，通常在注射機(jī)的北面。（4）澆口處應(yīng)加強(qiáng)冷卻。由于澆口附近溫度最高，通?？墒估鋮s水先流經(jīng)澆口附近，再流向澆口遠(yuǎn)端。（5）降低入水與出水的溫度差，避免模

37、具表面冷卻不均勻。（6）冷卻通道要避免接近塑件熔接痕的生產(chǎn)位置，以免降低塑件的強(qiáng)度。（7）冷卻通道內(nèi)不應(yīng)有存水和產(chǎn)生回流的部位，應(yīng)避免過(guò)大的壓力降。冷卻通道直徑的選擇要易于加工清理，一般為612mm?？紤]到模具的結(jié)構(gòu)，本次設(shè)計(jì)將冷卻水道開(kāi)設(shè)在定模上，取6mm經(jīng)過(guò)以上分析我們可以設(shè)計(jì)運(yùn)水道如圖所示（虛線示意位置為水道位置）：10 繪制裝配圖運(yùn)用Auto CAD軟件，按照上述幾章設(shè)計(jì)的尺寸，繪制模具裝配總圖及各零件圖?？傃b配圖按照0#圖紙繪制，零件圖則按照3#等圖紙繪制。圖樣幅面應(yīng)符合國(guó)家(GB4457.1-84)標(biāo)準(zhǔn)。先繪制裝配草圖，經(jīng)指導(dǎo)老師認(rèn)可，才進(jìn)行正式圖的繪制。繪圖過(guò)程中嚴(yán)格按照國(guó)標(biāo)制圖

38、標(biāo)準(zhǔn)繪制。裝配圖應(yīng)用足夠說(shuō)明模具構(gòu)造的投影圖及必要的剖面圖、剖視圖，一般主視圖和俯視圖對(duì)應(yīng)繪制。還要注明必要尺寸，如模具高度、輪廓尺寸、開(kāi)模行程以及裝配保證的有關(guān)尺寸和精度。畫(huà)出工件圖，填寫(xiě)詳細(xì)的零件明細(xì)表和技術(shù)要求。裝配結(jié)構(gòu)圖（主視圖）如圖：模具零件材料的選取大部分零件材料選用的45#。模具零件材料選取如表模具零件材料 總結(jié)通過(guò)這次做畢業(yè)設(shè)計(jì)發(fā)現(xiàn)自己的看法有點(diǎn)太片面、太偏激了。畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅是對(duì)前面所學(xué)知識(shí)的一種檢驗(yàn)，而且也是對(duì)自己能力的一種提高。下面我對(duì)整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程做一下簡(jiǎn)單的總結(jié)。 第一，接到任務(wù)以后進(jìn)行選題。選題是畢業(yè)設(shè)計(jì)的開(kāi)端，選擇恰當(dāng)?shù)?、感興趣的題目，這對(duì)于整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)是否能夠

39、順利進(jìn)行關(guān)系極大。好比走路，這開(kāi)始的第一步是具有決定意義的，第一步邁向何方，需要慎重考慮。否則，就可能走許多彎路、費(fèi)許多周折，甚至南轅北轍，難以到達(dá)目的地。因此，選題時(shí)一定要考慮好了。 第二，題目確定后就是找資料了。查資料是做畢業(yè)設(shè)計(jì)的前期準(zhǔn)備工作，好的開(kāi)端就相當(dāng)于成功了一半，到圖書(shū)館、書(shū)店、資料室去雖說(shuō)是比較原始的方式，但也有可取之處的?？傊?，不管通過(guò)哪種方式查的資料都是有利用價(jià)值的，要一一記錄下來(lái)以備后用。 第三，通過(guò)上面的過(guò)程，已經(jīng)積累了不少資料，對(duì)所選的題目也大概有了一些了解，這一步就是在這樣一個(gè)基礎(chǔ)上，綜合已有的資料來(lái)更透徹的分析題目。 第四，有了研究方向，就應(yīng)該動(dòng)手實(shí)現(xiàn)了。其實(shí)以前

40、的三步都是為這一步作的鋪墊。一步步地做下去之后，你會(huì)發(fā)現(xiàn)要做出來(lái)并不難。此外，還得出一個(gè)結(jié)論：知識(shí)必須通過(guò)應(yīng)用才能實(shí)現(xiàn)其價(jià)值！有些東西以為學(xué)會(huì)了，但真正到用的時(shí)候才發(fā)現(xiàn)是兩回事，所以我認(rèn)為只有到真正會(huì)用的時(shí)候才是真的學(xué)會(huì)了。 在此要感謝我的指導(dǎo)老師對(duì)我悉心的指導(dǎo)，感謝老師給我的幫助。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我通過(guò)查閱大量有關(guān)資料，與同學(xué)交流經(jīng)驗(yàn)和自學(xué)，并向老師請(qǐng)教等方式，使自己學(xué)到了不少知識(shí)，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個(gè)設(shè)計(jì)中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨(dú)立工作的能力，樹(shù)立了對(duì)自己工作能力的信心，相信會(huì)對(duì)今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動(dòng)手的能力，使我充分體會(huì)到了在創(chuàng)造過(guò)程

41、中探索的艱難和成功時(shí)的喜悅。雖然這個(gè)設(shè)計(jì)做的也不太好，但是在設(shè)計(jì)過(guò)程中所學(xué)到的東西是這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的最大收獲和財(cái)富參考文獻(xiàn)1、馮炳堯、韓泰榮、蔣文森 編，模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1998年第二版；2、黨根茂、駱志斌、李集仁 編著 模具設(shè)計(jì)與制造 西安電子科技大學(xué)出版社 2001年3、馮曉曾、李士瑋、武維揚(yáng)、何世禹 編著 模具用鋼和熱處理 機(jī)械工業(yè)出版社，1982年。4、中國(guó)紡織大學(xué)工程圖學(xué)教研室 編，畫(huà)法幾何及工程制圖，上海科學(xué)技術(shù)出版社，1980年第二版；5、金滌塵、宋放之主編，現(xiàn)代模具制造技術(shù)，機(jī)械工業(yè)出版社，2001。6、吳宗澤主編，機(jī)械設(shè)計(jì)，高等教育出版社，2001。7、王勻主編，Pro/e Wildfire模具設(shè)計(jì)，機(jī)械工業(yè)出版社，2005。8、屈華昌主編，塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)，機(jī)械工業(yè)出版社，2005。9、史鐵梁主編，模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)，機(jī)械工業(yè)出版社，2005。10、楊占堯 自柳主編， 塑料模具典型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)例化工公業(yè)出版社，200811、鄒維強(qiáng)編著，塑料模具典型圖冊(cè)模具制造雜志社，200612、戴永清編著，ProENGINEER數(shù)控加工實(shí)例教程M清華大學(xué)出版社。26