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1、注塑模具設(shè)計(jì) 模具設(shè)計(jì)1、 塑件制品分析 （1）明確設(shè)計(jì)要求 圖11為塑件的二維工程圖圖 11 圖11 該產(chǎn)品精度及表面粗糙度要求不高，有一定的配合精度要求。 （2）明確產(chǎn)品的批量該產(chǎn)品批量不大,模具采用一模兩腔結(jié)構(gòu),澆口形式采用側(cè)澆口， （3）計(jì)算產(chǎn)品的體積和質(zhì)量 使用UG軟件畫出三維實(shí)體圖，軟件自動(dòng)機(jī)算出所畫圖形的體積。 通過計(jì)算得塑件的體積V塑=13.85cm3 塑件的質(zhì)量M塑=V塑=1.0413.85=14.4g式中 -塑料的密度,g/cm3. 流道凝料的質(zhì)量m2還是個(gè)未知數(shù)，可按塑件質(zhì)量的0.6倍來估算。 澆注系統(tǒng)的質(zhì)量M澆=V澆=8.6g澆注系統(tǒng)的體積V澆=8.30cm3. 故 V

2、總= 2V塑+V澆= 213.85cm3 +8.30cm3.= 36cm3 M總=2M塑+M澆=214.4g+8.6g= 43g 2注塑機(jī)的確定 選擇注射機(jī)型號(hào) XSZY250主要技術(shù)規(guī)格如下：螺桿直徑：65mm注射容量：250注射壓力：1300MPa鎖模力：1800kN最大注射面積：500模具厚度：最大350mm 最小250mm模板行程：350mm噴嘴：球半徑 18mm 孔直徑4m定位孔直徑：125mm頂出：兩側(cè)孔徑 40mm 兩側(cè)孔距 280mm3.澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)（1）主流道形式 澆注系統(tǒng)是指模具從接觸注射機(jī)噴嘴開始到型腔未知的塑料流動(dòng)通道，起作用是使塑料熔體平穩(wěn)且有順序的填充到型腔中，并

3、在填充和凝固過程中把注射壓力充分傳遞到各個(gè)部位，已獲得組織機(jī)密、外形清晰地塑件。澆注系統(tǒng)可分為普通澆注系統(tǒng)和無流道凝料系統(tǒng)?？紤]澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則：適應(yīng)塑料的成型工藝性、利于型腔內(nèi)氣體的排出、盡量減少塑料熔體的熱量和壓力損失、避免熔料直沖細(xì)小型芯、便于修正和不影響塑件外觀質(zhì)量、便于減少塑料損失和減小模具尺寸等。根據(jù)模具主流道與噴嘴的關(guān)系：R= R+（12） D=d+（0.51）.取主流道球面半徑R=20，取主流道小端直徑D=5，球面配合高度h=3-5mm 取h=4 mm主流道長度 有標(biāo)準(zhǔn)模架結(jié)合該模具的結(jié)構(gòu)，取L=85mm為了便于將凝料從主流道中拔出，將主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，其斜度為13噴嘴

4、直徑 R=10（2）分流道的設(shè)計(jì) 分流道在多型腔模具中是必不可少的，它起連接主澆道和澆口的作用。分流道的形狀和尺寸應(yīng)根據(jù)塑件的體積，壁厚，形狀的復(fù)雜程度，注射速度，分流道長度，等因素來確定。塑件外形不算太復(fù)雜，熔料填充比較容易，為了加工起見，選用截面形狀為圓形分流道。由于型腔的布置關(guān)系，需要設(shè)置二級(jí)分流道。一級(jí)分流道直徑R=5.二級(jí)分流道R=3.5mm.4 側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)由于塑件有側(cè)方孔，模具采用側(cè)向分型機(jī)構(gòu)。.4.1 確定抽芯距：抽芯距一般應(yīng)大于成型孔（或凸臺(tái)）深度，塑件孔深為30，另加23安全距離，可取抽芯距S抽=32。4.2 確定斜銷傾角：斜導(dǎo)柱的傾角是斜抽芯機(jī)構(gòu)主要的技術(shù)數(shù)據(jù)之一，它

5、與抽拔力，抽芯距有直接關(guān)系一,此零件側(cè)抽間距很大。為22度4.3 確定斜銷尺寸其安裝部分與模板間可采用H7/m6或H7/n6的過渡配合。斜銷與滑塊間隙（一邊）為1。斜銷長度為：L= L1+L2+L3+L4=h/cos+S/sin+0.5Dtan+510=135。斜導(dǎo)柱的直徑取決于抽拔力及傾角角度，可按設(shè)計(jì)資料的有關(guān)公式進(jìn)行計(jì)算。取斜導(dǎo)柱直徑d=15。4.4 滑塊與導(dǎo)滑槽設(shè)計(jì)滑塊與側(cè)型芯的連接方式設(shè)計(jì)：采用整體式型腔，滑塊通過斜導(dǎo)柱和導(dǎo)滑槽導(dǎo)向，合模時(shí)通過楔塊壓緊以保證零件的形狀要求。.4.5 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：1）凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：模具采用一模兩件的結(jié)構(gòu)形式，并采用Z形拉桿拉料固定在支撐板上，

6、根據(jù)分流道與主流道在定模座上，澆口在型腔板上，這樣型腔便于加工。 2）凸模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：凸模主要是與凹模相結(jié)合構(gòu)成模具型腔，其凸模和側(cè)型芯的結(jié)構(gòu)形式如裝配圖所示。5.注射模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)注射模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括：分型面的選擇，型腔的排列方式，澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，模具工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)等內(nèi)容。（1）.分型面的選擇模具設(shè)計(jì)中分型面的選擇很重要，它決定了模具的結(jié)構(gòu)。應(yīng)根據(jù)分型面選擇原則和塑件成型的要求來選擇分型面。分型面應(yīng)選擇在塑件外形最大的輪廓處，應(yīng)有利于塑件的留模方式，便于順利脫模，便于模具制造，減小成型面積等。遵循這些原則選擇分型面。該塑件，表面質(zhì)量無特殊要求，選擇分型面如圖所示，這樣可降

7、低模具的復(fù)雜程度，減少模具加工難度，減小成型面積，同時(shí)夜有利于塑件順利脫模。（2）.確定型腔排列方式模具在注射時(shí)采用一模兩腔，即模具需要兩個(gè)型腔。模具在模板上的排列方式通常有圓形排列，H形排列，直線排列及復(fù)合排列等。型腔的排列應(yīng)力求對(duì)稱，以防模具承受偏載而產(chǎn)生產(chǎn)生溢料現(xiàn)象，型腔排列宜緊湊，以節(jié)約鋼材，減輕模具重量。型腔的排列加工較困難，直線排列雖然加工容易但是平衡性能較差，而且加工性能尚可。6 模具設(shè)計(jì)有關(guān)計(jì)算6.1 有關(guān)型腔的工作尺寸計(jì)算由資料查得：平均收縮率S%=05-0.7 ， 取S%=0.6%型腔徑向計(jì)算根據(jù)公式L=(LLS%-1/2) 其中z=/326 L=(26+260.6%-1/

8、20.28)=26.025 mm27.2 L=(27.2+27.20.6%-1/20.28)=27.2mm型腔深度計(jì)算根據(jù)公式H=(HHS%-2/3) 其中z=/3 30 L=(30+300.6%-2/30.28)=30.02mm6.2 有關(guān)型芯的工作尺寸計(jì)算型芯徑向尺寸計(jì)算根據(jù)公式L=( LLS%+3/4) 其中z=/319 L=(19+190.6%+1/20.24)=19.23mm26 L=(26+260.6%+1/20.28) =26 mm型芯高度計(jì)算根據(jù)公式：H=(HHS%-2/3) 其中z=/3 30 L=(30+300.6%+2/30.28)=30mm6.3 型腔壁厚的計(jì)算 由公式

9、=st 型腔允許變形量 S塑件材料的收縮率（%）查表得S=0.006 t塑件的壁厚（）t=3=0.0063=0.018由于模具型腔為組合式，所以按照組合式型腔計(jì)算公式h=進(jìn)行計(jì)算h型腔側(cè)壁厚()p溶體內(nèi)壓力p=25-45Mpaa型腔側(cè)壁受溶體壓力部分高度 a=20l 型腔側(cè)壁長邊尺寸60E彈性模量，鋼材取2.110Mpa將以上數(shù)據(jù)代入得h=14, 取h=33底板厚度的計(jì)算：根據(jù)公式H=P溶體壓力40MPaL型腔長度60B底板上型腔承壓部分的寬度60B底板寬度140E彈性模量，鋼材取2.110Mpa代入數(shù)據(jù)得15.683，取20.7 模具閉合高度的確定根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，確定：定模板： H=25mm；

10、上固定板：H=50mm；下固定板：H=50mm；支承板 ：H=45mm；動(dòng)模座板 ：H=25mm；根據(jù)推出行程和推出機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)尺寸確定墊塊：H=90mm，因而模具的閉合高度：H= H+ H + H+ H+ H+ H =25mm+50mm+50mm+45mm+25mm+90mm=286mm8 注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核模具的外形尺寸為300300320，選用XSZY250型，注射機(jī)模板最大安裝尺寸為450500，允許模具閉合高度最小Hmin=250mm最大Hmax=350。模具的閉合高度為286，所以模具滿足安裝條件。注射機(jī)開模行程足夠。 經(jīng)驗(yàn)證，XSZY250型注射機(jī)能滿足使用要求，故采用。9、注射

11、機(jī)參數(shù)校核（1） 最大注塑量校核 注塑機(jī)的最大注射量應(yīng)大于制品的質(zhì)量或體積（包括流到及澆口凝料和飛邊），通常注塑機(jī)的實(shí)際注塑量最好是注塑機(jī)最大注塑量的80。所以，選用的注塑機(jī)的最大注塑量應(yīng)滿足; 0.8V機(jī)2V塑+V澆式中 V機(jī)注塑機(jī)的最大注塑量 V塑塑件的體積，該產(chǎn)品V總27.7 cm3 V澆澆注系統(tǒng)的體積，該產(chǎn)品V澆8.3cm3 故 V機(jī)(V塑+V澆)/0.8=36 cm3/0.8=45 cm3 而選定的注塑機(jī)注塑量為155 cm3，所以滿足要求。（2） 鎖模力校核 F鎖PA式中 P熔融型料在型腔內(nèi)的壓力，該產(chǎn)品P2040MPa A塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和，經(jīng)計(jì)算A=6216

12、.25mm2 F鎖注射機(jī)的額定鎖模力。 故 F鎖PA6216.2540248.65kN 選定的注塑機(jī)為1800 KN，滿足要求。（3） 模具于注塑機(jī)安裝部分相關(guān)尺寸校核 模具閉合高度校核 模具的實(shí)際厚度 H模286mm 注塑機(jī)的最小閉合厚度 Hmin=250 mm 即H模 Hmin，故滿足要求。（4） 開模行程的校核 注塑機(jī)的最大行程與模具厚有關(guān)，故注塑機(jī)的開模行程應(yīng)滿足： S機(jī)（H模Hmin）H1+H2+(5-10) mm式中 H1頂出距離， H2包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的塑件高度 S機(jī)注塑機(jī)最大開模行程因?yàn)?S機(jī)（H模Hmin）350mm（286-250）=314 H1+H2+(5-10)30mm

13、+90mm+10mm=130mm故滿足要求。10、注塑工藝參數(shù)的分析（1）.塑件工藝性分析：注塑所用材料是ABS，化學(xué)名稱：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，成型收縮率:0.4-0.7% 成型溫度：200-240 干燥條件：80-90 2小時(shí) 工作溫度：-50+70。特點(diǎn)： 1、綜合性能較好,沖擊強(qiáng)度較高,化學(xué)穩(wěn)定性,電性能良好。2、與372有機(jī)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(qiáng)、透明等級(jí)別。 4、流動(dòng)性比HIPS差一點(diǎn)，比PMMA、PC等好，柔韌性好。 用途：適于制作一般機(jī)械零件,減磨耐磨零件,傳動(dòng)零件和電訊零件。結(jié)構(gòu)分析（1）從零件圖上分析

14、，上端是簡單的圓形外形，容易加工，用型腔和型芯可以成型。 (2)尺寸精度分析：該零件全部尺寸如都未有標(biāo)注公差等級(jí)，根據(jù)表219查得ABS未注公差按MT6，由此可以看出此零件的尺寸精度要求不高，對(duì)應(yīng)的模具相關(guān)零件的尺寸加工可以輕易得到保證。從塑件的壁厚來看，壁厚最大處為3.5mm，, 壁厚較均勻，有利于零件的成型。（3）表面質(zhì)量分析：該產(chǎn)品的外觀要求無水紋、無刮花、無黑點(diǎn)、無飛邊等缺陷。粗糙度要求為Ra0.4沒有什么其他特殊的質(zhì)量要求，故比較容易實(shí)現(xiàn)。綜上所述，注射時(shí)在工藝參數(shù)控制的較好的情況下，零件的成型要求可以得到保證。11.注射成型的工藝流程注射成型是熱塑性塑料的一種主要成型方法；而且它成

15、型周期短，能一次成型外形復(fù)雜，尺寸精密的塑料制件，且生產(chǎn)效率高，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)。注射成型的工藝工程包括：成型前的準(zhǔn)備；注射成型過程；塑件的后處理三個(gè)階段。料筒溫度 喂料區(qū) 3050（50） 區(qū)1 160250（200） 區(qū)2 200300（220） 區(qū)3 220300（240） 區(qū)4 220300（240） 區(qū)5 220300（240） 噴嘴 220300（240）括號(hào)內(nèi)的溫度建議作為基本設(shè)定值，行程利用率為35和65，模件流長與壁厚之比為50：1到100：1熔料溫度 220280料筒恒溫 220模具溫度 2070注射壓力 具有很好的流動(dòng)性能，避免采用過高的注射壓力80140MPa（800

16、1400bar）；一些薄壁包裝容器除外可達(dá)到180MPa (1800bar)保壓壓力 避免制品產(chǎn)生縮壁，需要很長時(shí)間對(duì)制品進(jìn)行保壓（約為循環(huán)時(shí)間的30）；約為注射壓力的3060背壓 520MPa（50200bar）注射速度 對(duì)薄壁包裝容器需要高的注射速度（帶蓄能器）；中等注射速度往往比較適用于其它類的塑料制品螺桿轉(zhuǎn)速 高螺桿轉(zhuǎn)速（線速度為1.3m/s）是允許的，只要滿足冷卻時(shí)間結(jié)束前完成塑化過程就可以計(jì)量行程 0.54D（最小值最大值）；4D的計(jì)量行程為熔料提供足夠長的駐留時(shí)間是很重要的殘料量 28mm，取決于計(jì)量行程和螺桿轉(zhuǎn)速預(yù)烘干 不需要；如果貯藏條件不好，在80的溫度下烘干1h就可以回收率 可達(dá)到100回收收縮率 1.22.5；收縮程度高；24h后不會(huì)再收縮（成型后收縮）澆口系統(tǒng) 點(diǎn)式澆口或多點(diǎn)澆口；加熱式熱流道，保溫式熱流道，內(nèi)澆套；澆口位置在制品最厚點(diǎn)，否則易發(fā)生大的縮水機(jī)器停工時(shí)段 無需用其它材料進(jìn)行專門的清洗工作；PP耐溫升料筒設(shè)備 標(biāo)準(zhǔn)螺桿，標(biāo)準(zhǔn)使用的三段式螺桿；對(duì)包裝容器類制品，混合段和切變段幾何外形特殊（L：D25：1），直通噴嘴，止逆閥12、模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 在模具上開設(shè)冷卻水道，循環(huán)水對(duì)模具進(jìn)行冷卻13參考文獻(xiàn)塑料模具設(shè)計(jì)與制造中國機(jī)械工業(yè)教育協(xié)會(huì) 組編機(jī)械制圖肖兵主編模具設(shè)計(jì)與制造簡明手冊(cè)（第二版）上?？茖W(xué)技術(shù)出版社12