116-童心吸水杯杯蓋注塑模具設計【模具三維】,模具三維,116,童心,吸水,杯杯,注塑,模具設計,模具,三維 模具裝配三維圖 模具三維裝配爆炸圖 塑件三維圖 型腔三維圖 鑲件三維圖 滑塊三維圖 業(yè)設計（論文）中期報告 題目：童心吸水杯杯蓋注塑模具設計 一．設計（論文）進展狀況 1.塑件材料的選擇與分析： 1.1材料選擇 塑件材料ABS，密度1.05G/CM3。 1.2基本性能： ABS制品強度高、剛性好，硬度、耐沖擊性、制品表面光澤性好，耐磨性好。具有一定的化學穩(wěn)定性好。也是一種良好的熱塑性塑料。其模溫5080℃。ABS為中等流動性塑料，其溢邊值為0.040.06mm。ABS易吸水，使成型塑件表面出現(xiàn)斑痕、云紋等缺陷。因此，成型加工前應進行干燥處理。ABS比熱容低，塑化效率高，凝固也快，故成型周期短。 2.模具類型及結構的確定，及有關零件的必要計算和校核。 （1）分型面的確定：選在塑件截面最大的部位。 （2）注塑模的選用：三板模。 （3）澆口的確定：點膠。 （4）型腔數目的確定：使用一模一腔結構。 （5）側抽芯的設計：使用滑塊，鎖緊塊，T型塊。 （6）澆注系統(tǒng)的設計：包括澆口，流道等。 （7）模架的選用：根據塑件尺寸與型腔排布初步擬定模架尺寸為600×450×400mm。 （8）溫度調節(jié)系統(tǒng)設計：確定冷卻方式。 （9）脫模機構設計：采用螺紋脫模和推桿脫模機構。 二．存在問題及解決措施 1.塑件有內螺紋，而且不能強制脫模，所以內螺紋的成型有很大的難處。 解決措施：向導師和相關導師請教，并找尋相關資料。 2.塑件有側抽芯，由于對模具的側抽芯機構不是很了解，所以對側抽芯機構的設計有些困難。 解決措施：根據導師推薦的書籍，及尋找相關資料了解側抽芯。 3.其次是由于對繪圖軟件的不熟練，導致繪圖時存在一些困難。 解決措施：查閱相關書籍，經常練習設計軟件，向導師請教學習。并調出單個零件進行繪制，最后進行全部整合。 4.最后就是模具設計中，有很多需要特別注意的細節(jié)，如小零件的規(guī)定位置等。 解決措施：通過查閱注塑模具設計使用教程，及請教同學，互相學習。 三．后期安排工作： 第11-15周：完成全部零件設計，并對零件結構進行三維剖析，做出模具開合結構圖。 第16-17周：撰寫畢業(yè)設計論文。 第18周：整理資料，準備答辯。 指導教師簽字： 年 月 日 畢業(yè)設計(論文)開題報告 題目：童心吸水杯杯蓋注塑模具設計 1.畢業(yè)設計（論文）綜述（題目背景、研究意義及國內外相關研究情況） 1.1 題目背景 塑料注射模具是成型塑料制件的一種重要工藝裝備，在塑料制品的生產中起著關鍵的作用。在現(xiàn)代生產中，模具是生產各種產品的重要工藝裝備，它以其特定的形狀通過一定的方式使原材料成型，由于模具成型具有優(yōu)質，高產，省料和低成本等特點，現(xiàn)已廣泛應用于各種工業(yè)部門[1]。隨著塑料工業(yè)的飛速發(fā)展和通用塑料與工程塑料在強度和精度等方面的不斷提高，塑料制品的應用也越來越廣泛[2]。而在塑料制品生產過程中，模具的設計是尤其重要的一環(huán)，因為模具的好壞直接影響到塑件質量，以及價格的高低[3]。所以作為一名模具設計者，應該具備以下基本要求：模具的結構基本合理、夠實現(xiàn)塑件的自動脫模、在此基礎上盡可能優(yōu)化結構，降低成本。 1.2 研究意義 通過對童心吸水杯杯蓋這一具體塑件進行模具設計，對于模具的設計有一個完整的了解和初步的掌握。能對塑料模具的設計、制造方面有更深的理解，能夠掌握模具設計的基本原則、方法，并能更加熟練的使用AUTOCAD和pro/E軟件。為今后的工作積累了更多的設計經驗，打下堅實的基礎。也算對大學所學的知識做一個總結，并且知道塑料模具制品在我們生活中的廣泛性和重要性。也鍛煉自己的獨立思考能力和創(chuàng)造能力，為更好更快的適應工作做準備。 1.3 國內外相關研究情況 隨著機械工業(yè)、電子工業(yè)、航空工業(yè)、儀器儀表工業(yè)和日常用品工業(yè)的發(fā)展，我國的塑料工業(yè)正在飛速發(fā)展，塑料制品的應用已經深入到國民經濟的各個部門。目前，塑料模具在整個模具行業(yè)中所占比重30%。隨著人類生活水平的提高，人們對日常用品的要求日益增高。塑料成型制件的需求量也越來越多，質量要求也越來越高，這就要求成型塑件的模具的開發(fā)、計與制造的水平也必須越來越高[7]。因此，模具設計水平的高低、模具制造能力的強弱以及模具質量的優(yōu)劣，都直接影響著許多新產品的開發(fā)和老產品的更新?lián)Q代，影響著各種產品的質量、經濟效益的增長以及整體工業(yè)水平的提高。日常用品的材料主要來自塑料，即大部分的零件都是以注塑模的制造為主，因此注塑模在工業(yè)中顯得相當重要。由于應用前景可觀，更新?lián)Q代較快，也就要求注塑模也應跟上時代發(fā)展的步伐[4]。 目前中國的主要塑料機械制造企業(yè)近400家，大、中企業(yè)200家左右，上規(guī)模的骨干企業(yè)有10家。新興塑料機械企業(yè)掌握高新技術，具有科技創(chuàng)新、制度創(chuàng)新、管理創(chuàng)新等一系列特點，已引起國內外同行的注目。中國塑料機械雖然發(fā)展很快、生產品種也較多，基本上能共給國內塑料原料加工與塑料制品加工、成型所需的一般技術裝備，個別產品也進入世界前列，但與工業(yè)發(fā)達國家如德國、日本、意大利相比，中國塑料機械還有一定差距，主要表現(xiàn)在品種少、能耗高、控制水平低、性能不穩(wěn)定等方面[5]。 德國、日本等國經濟之所以能飛速發(fā)展，并在國際市場上占有一定優(yōu)勢，模具工業(yè)的迅猛發(fā)展是重要原因之一。模具的設計，加工的水平直接反應了一個國家的機械制造的水平。塑料模具是現(xiàn)代塑料工業(yè)生產中最重要的工藝裝備，塑料工業(yè)是國民經濟的基礎工業(yè)之一。用塑模成型零件的主要優(yōu)點是制造簡便，材料利用率高，產品的尺寸規(guī)格一致，特別是對大批量生產的各類產品，更能獲得價廉物美的經濟效果[3]。 2.本課題研究的主要內容和擬采用的研究方案、研究方法或措施 2.1 本課題研究的主要內容 我根據指導老師所給的塑件實物，收集資料，論述國內外塑料模具設計的現(xiàn)狀和主要發(fā)展方向。在給定塑件進行測繪的同時進行模具塑件的分析、初步擬定結構方案、注射機得選用、有關工藝參數的校核、案論證、結構設計、強度計算，并繪制模具零件圖，應用Pro/ENGINEER和CAD軟件，創(chuàng)建零件的三維模型和二維工程圖，然后自動創(chuàng)建分模曲面，并把模具劃分成動模部分和定模部分，接下來創(chuàng)建型腔、鑲件及側抽芯等零件，然后使用Pro/ENGINEER軟件分析模塊的草圖和厚度檢測功能，評估零件，看所設計出的零件是否合格。 本課題研究的主要內容有： （1）對給定的塑件進行測繪，并繪出塑件零件圖； （2）分別設計成型零件、澆注系統(tǒng)、模架及其他模具零件； （3）繪制注射模具裝配圖、成型零件圖、其他結構零件圖; （4）對模具結構進行三維剖析，做出開合結構圖； 2.2塑件外形結構分析 從老師給的零件可分析得，此零件壁厚均勻，為2mm，內部有螺紋。 2.3 零件材料分析 根據童心吸水杯杯蓋的使用性能可知它要承受一定的受熱能力，所以要求其有一定的耐熱性，塑料ABS有優(yōu)良的力學性能，還有具有易加工、制品尺寸穩(wěn)定、表面光澤性好等特點，容易涂裝、著色等。具有一定的強度，耐磨性優(yōu)良，又具有耐油性，其沖擊強度極好，可以在極低的溫度下使用[5]。 2.4研究方案 對童心吸水杯杯蓋進行設計分析塑件的結構特點和使用要求，在此基礎上選擇成型帶有內側抽芯的塑件塑料模具，就塑件的成型工藝性、澆注系統(tǒng)、成型零部件結構、冷卻系統(tǒng)等的設計，進行了研究與討，為塑件的快速成型提供了條件，該模具具有一模兩腔的結構。雙內側抽芯同時抽出塑件。 2.5 研究方法或措施 在充分了解了塑件的結構特點后，需要查閱和收集資料，對方案的設計能有更加深刻的認識和研究，然后考慮能否實現(xiàn)該模具的設計制造，并保證高效率的生產，還要明確塑件的生產批量、成型方法和技術經濟目標，在滿足塑件使用性能要求，保證塑件質量的前提下按經濟的原則選擇成型方法。在老師的指導下完成此零件的模具設計。 3.本題課研究的重點及難點，前提已開展工作 本課題的重點是：設計成型零件、澆注系統(tǒng)，繪制注射模具裝配圖。 難點是：分析所采用模具結構方案。 前期已開展工作：查閱童心吸水杯杯蓋注塑模具設計的相關資料，了解塑件與模具的關系；對塑件的結構和形狀做了分析，已經用AUTO CAD和pro/E軟件將塑件二維圖、三維圖測繪完成，查閱了有關注塑模設計的中外文資料，并完成了畢業(yè)設計開題報告的編寫。按老師的要求閱讀了張維和的《注塑模具設計實用教程》的相關內容。并為進一步周密的設計做好充分的準備[2]。 4.完成本課題的工作方案及進度計劃（按周次填寫） 第1-3周：下達任務書，收集資料，撰寫開題報告，并對給定的塑件進行測繪，繪出塑件零件圖； 第4-5周：方案的論證，深化方案具體實施步驟； 第6-9周:完成方案設計、裝配圖設計，完成外文翻譯、撰寫中期報告，準備中期答辯； 第10-13周:完成全部零件設計，并對模具結構進行三維剖析，做出模具開合結構圖； 第13-14周:撰寫畢業(yè)論文； 第15周:整理資料，準備答辯。 指導教師意見（對課題的深度、廣度及工作量的意見） 指導教師： 年 月 日 所在系審查意見： 系主管領導： 年 月 日 參考文獻 [1] 陸從相.吸水杯注塑模具設計[M].江蘇：鹽城紡織職業(yè)技術學院,2012. [2] 王正倫,王智祥.基于pro/E的框殼類塑件注塑模具設計與制造[M].重慶交通大學,2011. [3] 胡蓉. Pro/E在塑料模具設計中的應用[J]機械工程與自動化,2005,(1):87-88+91. [4] 張維合.注塑模具設計實用教程[M].北京:化學工業(yè)出版社,2007.9 [5] 李光耀.水杯注塑模的結構分析與改進設計[A].湖南:岳陽職業(yè)技術學院,2009. [6] 秦泗吉,陳健,楊莉.塑料模具成型零件工作尺寸計算方法的探討[J].中國塑料,1998,(1): 84-87. [7] 劉少達.我國塑料模具工業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[N].仲愷農業(yè)技術學院學報,2004,(3)：68-73. [8] 周志平.塑料模具設計中常見問題的分析[N].長沙航空職業(yè)技術學院學報,2003,(3)：53-55+43. [9] 周坤魯,劉建柱.提高塑料件尺寸精度的研究[J].工程塑料應用,2003,(1):34-37. [10] 劉建雄,吳正宇,陳澤民.塑料注射模成型缺陷及預測[N].昆明理工大學學報(理工版),2006,(2):46-49+53. [11] 王加龍,許昆鵬,趙呂明.塑料測試試樣模具設計與注塑工藝[J].工程塑料應用,2007,(9)：31-34. [12] 陳嬋娟.基于產品質量的塑料模具設計原則[J].機電工程技術,2010,(1):108-110+114. [13] HE yan-Lin,Li lin.Computer Aided Alloy Design of High Performance Prehardened Mold Steel for Plastic[R].In:School of Materials Science and Engineering,Shanghai University,2005,9(5):455-457. [14] WEN Jialing,WEN Pengfei.The Simulation and Optimization of Aspheric Plastic Lens Injection Molding[R].In:Wuhan University of Technology,2005-6. [15] Frank Hippenstiel,Volker Lubich,Peter Vetter,Walter Grimm.Handbook of Plastics Mould Steels.Damir GODEC Polimeri:Plastics and Rubber Journal.2005-3. 型腔徑向尺寸，已知在規(guī)定條件下的平均收縮率S，塑件的基本尺寸是最大尺寸，其公差△為負偏差，因此塑件平均尺寸為Ls-△，模具型腔的基本尺寸Lm是最小尺寸，公差為正偏差，型腔的平均尺寸為Lm+δz/2。型腔的平均磨損量為δc/2，如以Lm +Z表示型腔尺寸, ABS平均收縮率S=0.6%。 Lm +δz/2+δc/2=(Ls-△/2)+(Ls-△/2)S （4.1） 經整理最終公式為：Lm0+δz=[(1+S)Ls-(0.5～0.75)△]0+δz 型腔計算 3 型腔高度計算 型芯計算 型芯高度計算 4.2型腔側壁厚度計算 4.2.1凹模型腔側壁厚度計算 凹模型腔為組合式型腔，按強度條件計算公式 S≥R-r=r[([σ]/[σ]-2p)1/2]-1進行計算。 式中各參數分別為： p=50Mpa(選定值)； [δ]=0.05mm； [σ]=160MPa r=28mm S≥R-r=r[([σ]/[σ]-2p)1/2]-1 （4.2） =28[(160/160-2×50)1/2]-1 ≈16.8mm 一般在加工時為了加工方便，我們通常會取整數，所以凹模型腔側壁厚度為17。 4.2.2凹模底板厚度計算 按強度條件計算，型腔地板厚為： p=50 Mpa r=28mm [σ]=160MPa h≥{1.22pr2/[σ]}1/2 ≥{1.22×50×282/160}1/2 ≥17.3mm 一般在加工時為了加工方便，我們通常會取整數，所以凹模型腔側壁厚度為18mm。 37 本科畢業(yè)設計（論文）本科畢業(yè)設計（論文）題目：童心吸水杯杯蓋注射模具設計題目：童心吸水杯杯蓋注射模具設計摘摘 要要本設計采用 CAD、pro/E 軟件，進行了塑料模具設計，根據注射模設計，分型面選擇在大斷面處，進行了澆注系統(tǒng)設計，成型后，塑件成型的產品放在注塑機上。設計需要計算塑件的尺寸，確定尺寸精度，然后注射機的選擇。檢查注塑機參數包括厚度，模具安裝尺寸，模具閉模行程，注塑機鎖模力等參數，所有符合要求在確定注射機的類型。在設計過程中，為了更清晰地表達模具的內部結構，所以有很多的模具結構和模具的局部圖，并繪制二維圖。關鍵詞：關鍵詞：注塑模具；分型面；澆口；側抽芯機構；推出和復位機構 IChildishness Suction Cap Injection Mold DesignAbstractThis design uses CAD,pro/E software for the plastic mold design,injection mold design based on parting surface at a large section of the conduct of the gating system design, after molding, plastic molding products placed on the injection molding machine.Design of plastic parts need to calculate the size of the dimensional accuracy is determined,and then injection molding machine selection.Check the injection molding machine parameters,including thickness,mold installation size,mold closing stroke,injection molding machines with clamping forces and other parameters,determ-ined to meet the requirements of all types of injection machine. In the design process, in order to express more clearly the internal structure of the mold, the mold structure and has a lot of partial view of the mold, and a two-dimensional drawing FIG. Key Words : Injection mold；Parting surface；Gate；Side core-pulling mechanism; Launch and reset mechanism II主要符號表主要符號表 密度V 塑件的體積Q1 釋放的熱量Ms 質量W 塑件重量N 注射次Vj 注系統(tǒng)的體積 G 注射量Mj 澆注系統(tǒng)質量 單位質量的塑料制品在凝固時所1Q放出的熱量V機 額定注射量 Q 塑料制件在固化時每小時釋放的熱量V塑 塑件與澆注系統(tǒng)凝料體積 冷卻水的體積流量vqR 澆口的剪切速率 冷卻水的密度q 體積流量 v 冷卻水的出口溫度1R 澆注系統(tǒng)斷面當量半徑 3n 冷卻水的入口溫度2T 注射時間 冷卻水的比熱容 1cd1 主流道小端直徑 V 冷卻水道在管道中的流速d2 主流道大端直徑 h 冷卻管道孔壁與冷卻介質之間的傳熱膜系數S 澆口面積 v 冷卻水的平均流速Q 收縮率 D 冷卻水管道直徑 Fc 抽芯力 Ls 最大尺寸 P 塑件對側型芯的收縮應力Lm 最小尺寸 T 型塊安裝固定部分長度alP 壓力 T 型塊固定部分的直徑1dF 注塑機額定鎖模力 T 型塊固定部板的厚度（20mm）hK 安全系數 a T 型塊的傾角 H 模具厚度 mH 最小模具厚度minH 最大模具厚度maxK2 無量綱系數2 矩形制件的平均壁厚a,b 矩形型芯的斷面尺寸E 塑料的彈性模量L 制件對型芯的包容長度F 制件與型芯之間的摩擦系III目目 錄錄1 緒論緒論.1 1.1 模具的作用與地位.1 1.2 我國模具行業(yè)的現(xiàn)狀與特點.12 塑件技術要求及工藝分析塑件技術要求及工藝分析.3 2.1 塑件技術要求.3 2.2 塑件的工藝性分析.3 2.2.1 塑件的原材料分析.3 2.2.2 塑件的結構分析.43 分型面的選擇與澆注系統(tǒng)的設計分型面的選擇與澆注系統(tǒng)的設計.6 3.1 分型面的確定.6 3.2 型腔的布局.7 3.3 初步確定注射機型號.8 3.4 澆注系統(tǒng)的設計.9 3.5 澆注系統(tǒng)的計算.10 3.5.1 剪切速率的校核.10 3.5.2 主流道剪切速率的校核.10 3.5.3 澆口剪切速率的校核.104 成型零部件及計算成型零部件及計算.12 4.1 型芯和型腔工作尺寸的計算.12 4.2 型腔側壁厚度計算.14 4.2.1 凹模型腔側壁厚度計算.14 4.2.2 凹模底板厚度計算.145 模架的選擇模架的選擇.15 5.1 組成模架的主要零件.15 5.2 注射模標準模架結構尺寸的計算.15 5.2.1 應選擇的關鍵參數.15 5.2.2 模架的選擇步驟.16 5.3 注射機的校核.16 5.3.1 最大注塑量校核.16 5.3.2 鎖模力的校核.16IV 5.3.3 塑化能力的校核.17 5.3.4 碰嘴尺寸校核.17 5.3.5 定位圈尺寸校核.17 5.3.6 模具外形尺寸校核.18 5.3.7 模具厚度校核.18 5.3.8 模具安裝尺寸校核.186 推出機構設計推出機構設計.19 6.1 概述.19 6.2 脫模力的計算.197 冷卻系統(tǒng)設計冷卻系統(tǒng)設計.22 7.1 溫度調節(jié)系統(tǒng)的要求.22 7.2 冷卻回路尺寸的計算.22 7.3 冷卻回路的布置.23 7.3.1 冷卻回路設置的原則.23 7.3.2 成型周期的確定.23 7.3.3 求塑料制件在固化時每小時釋放的熱量 Q.238 合模導向系統(tǒng)設計合模導向系統(tǒng)設計.26 8.1 導柱的設計.27 8.2 導向孔與導套.279 側抽芯設計側抽芯設計.28 9.1T 型塊設計.28 9.2 滑槽的設計.30 9.3 楔緊設計.30 9.4 滑塊定位設計.3110 模具裝配圖及工作過程模具裝配圖及工作過程.32 10.1 模具裝配二維圖.33 10.2 模具裝配三維圖.33 10.3 模具工作過程.3311 結論結論.35參考文獻參考文獻.36致謝致謝.37V畢業(yè)設計（論文）知識產權聲明畢業(yè)設計（論文）知識產權聲明.38畢業(yè)設計（論文）獨創(chuàng)性聲明畢業(yè)設計（論文）獨創(chuàng)性聲明.3911 緒論緒論1.1 模具的作用與地位模具的作用與地位模具是指工業(yè)生產的注塑模具，是在特殊的加工設備和生產工業(yè)不可缺少的。精密制造生產過程中，計算機技術和智能控制是一個有機的整體，是高新技術的載體，是一種高新技術產品。由于具有生產效率高，模具生產的零件使用一致性高，低能量的供應，并有較高的精度和復雜度，因此已成為越來越重要的國民經濟，由各產業(yè)部門生產，廣泛應用于機械，電子，汽車，信息，航空航天，航空，輕工業(yè)，軍事工業(yè)，交通，建筑材料，醫(yī)療器材，五金工具，生物，能源，日用品等制造業(yè)。據統(tǒng)計，模具制造，零件數量的飛機，汽車，摩托車，拖拉機，汽車，電器，儀器儀表等機電產品占比 80%；在電腦，電視，錄像機，攝像機，傳真，電話和移動電話及其他電子產品占 85%以上；在冰箱，空調，洗衣機，微波爐，吸塵器，電風扇及其它輕工產品占 90%以上；在槍支和其他武器的軍事產品占 95%以上。隨著中國經濟的發(fā)展，國防現(xiàn)代化和高端技術服務作出了重要貢獻。模具工業(yè)是重要的基礎工業(yè)。工業(yè)的發(fā)展，沒有高水平的模具，就沒有高水平的工業(yè)產品?，F(xiàn)在，模具工業(yè)水平已成為一個重要的象征。國家制造的水平，在國民經濟中占有重要地位，模具技術已成為衡量一個國家的一個產品制造水平的重要標志。1.2 我國模具行業(yè)的現(xiàn)狀與特點我國模具行業(yè)的現(xiàn)狀與特點尤其是近些年改革開放以來，我國國民經濟的快速發(fā)展，市場對模具的需求增長。近年來，模具工業(yè)發(fā)展迅速，中國的模具行業(yè)每年 20%的增長率在增長。許多大型企業(yè)都建立了自己的模具設計中心。權威統(tǒng)計：目前，大約有 3米的模具生產企業(yè)，在全國范圍內，員工近 100 萬人，2009 的模具銷售約 980億元。根據工業(yè)普查的數據，某年在中國模具制造業(yè)中，主營業(yè)務收入 500 萬元以上的有 2813 家企業(yè)，員工 41.2 人，工業(yè)總產值 1178.3 億元（包括模具及模具制品） ，總資產 1206.3 億元。十月，中國生產模具 817.3 萬套。其中，2011十月，103 萬套模具在中國產生，比前一年上升了 44.24%。但在中國，大部分模具是為特定用戶和單位生產。由于模具產品的技術含2量較高，活化的勞動力比重大，增值率高，生產周期長，因而模具制造業(yè)是技術密集型和資本密集型的，均衡生產和企業(yè)管理是困難的，對于一個特定的用戶有特殊的依賴，企業(yè)資本積累速度慢、投資回收期長和許多其他功能。由于模具產品的品種、規(guī)格是非常不同的，不同的要求，所以模具適合企業(yè)發(fā)展的“小而精，小而?！?；適用于集聚與集群發(fā)展生產行業(yè)的發(fā)展，建立一個更強的協(xié)調系統(tǒng)。這也是一個模具行業(yè)的重要特征。從產業(yè)布局的角度，在中國大陸的模具制造和模具行業(yè)的快速發(fā)展勢頭，涌現(xiàn)出了一個又一個模具經過公園，花園城市的模具等。便宜的模具已超過我國的需求，并在大型，精密，復雜，長壽命模具的技術含量高的主要代表模具率仍然很低，很大一部分仍然依賴進口。在總的銷售上，目前模具塑料模具占的最大，占 45%左右；沖壓模具約占 37%；鑄造模具約占 9%；其他類型的模具共約 9%。從近年來工業(yè)的技術進步，政府政策的支持和引導下，模具行業(yè)的投入較大，企業(yè)裝備水平和強度大大提高，生產技術的進步，CADCAM 技術是可用的；熱流道技術和多工位級進沖壓技術一直是一個很好的推廣；CAE 技術，CAPP，PLM，ERP 和其他數字技術進行企業(yè)的一部分，收到了良好的效果；高速加工，逆向工程，并行工程，虛擬制造和標準化生產已在一些重點骨干企業(yè)實施。西安工業(yè)大學北方信息工程學院畢業(yè)設計（論文）32 塑件技術要求及工藝分析塑件技術要求及工藝分析2.1 塑件技術要求塑件技術要求a. 塑件零件圖塑件零件圖 如下圖所示。 圖 2.1 塑件二維圖 圖 2.2 塑件三維圖b. 塑件技術要求塑件技術要求 該零件的表面要求沒有缺陷、毛刺、飛邊及要有一定的光澤，沒有特別高的表面質量要求，所以比較容易實現(xiàn)。2.2 塑件的工藝性分析塑件的工藝性分析2.2.1 塑件的原材料分析塑件的原材料分析a. 成型前的準備成型前的準備 對 ABS 的色澤、細度和均勻度進行檢驗。由于 ABS 的吸水率大約為 0.2%0.8%，容易吸濕，成型前應進行充分的干燥，干燥至水分含量0.3%。干燥條件為 8090下最少干燥 2 小時。b. 注射過程注射過程 塑料在注射機料筒內經過加熱、塑化達到流動狀態(tài)后，由模具的澆注系統(tǒng)進入模具型腔成型，其過程可以分為充模、壓實、保壓、倒流、和冷卻 4 個階段c. 塑件的后處理塑件的后處理 采用調濕處理，其熱處理條件為處理溫度為 70；保濕時間為 24 小時【1】。注射機：螺桿式；螺桿轉數（r/min）：48；1料筒溫度（）：180260；（建議溫度：245） 噴嘴溫度（）：170180；模具溫度（）：4090；注射壓力（MPa）：56176；成型時間（s）：注射 2060，保壓 03，冷卻 2090，總周期50160。d. 化學和物理性能化學和物理性能 ABS 是一種共混物，是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，簡稱 ABS。只要改變其三者的比例、化合方法、顆粒的尺寸，便可以生產出一系列具有不同沖擊強度、流動特性的品種，如把丁二烯的成份增加，則其沖擊強度會得到提高，但是硬度和流動性就會降低，強度和耐熱性變會減少。ABS的常用收縮率是 0.5%。ABS 材料具有優(yōu)越的綜合性能。其制品強度高、剛性好，硬度、耐沖擊性、制品表面光澤性好，耐磨性好。ABS 耐熱可達 90（甚至可在 110115使用），比聚苯乙烯、聚氯乙烯、尼龍等都高。耐低溫，可在40下使用。同時耐酸、堿、鹽，耐油，耐水。具有一定的化學穩(wěn)定性和良好的介電性能。不易燃。ABS 的缺點是不耐有機溶劑，耐氣候性差，在紫外線下易老化【1】。e. 成型性能成型性能 ABS 是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三種化學單體合成。每種單體都具有不同特性：丙烯腈有耐磨性和耐熱性；丁二烯具有堅韌性、抗沖擊特性；苯乙烯具有良好的成型性、高光潔度及高強度。ABS 的特性主要取決于三種單體的比率以及兩相中的分子結構。這就可以在產品設計上具有很大的靈活性，并且由此產生了市場上上百種不同品質的 ABS 材料。這些不同品質的材料提供了不同的特性，例如從中等到高等的抗沖擊性，從低到高的光潔度和高溫扭曲特性等。ABS 有優(yōu)良的成型加工性，尺寸穩(wěn)定性好，著色性能、電鍍性能都好（是所有塑料中電鍍性能最好的） 。ABS 是吸水的塑料，于室溫下，24 小時可吸收 0.2%0.35%水分，雖然這種水分不至于對機械性能構成重大影響，但注塑時若濕度超過 0.2%，塑料表面會受大的影響，所以對 ABS 進行成型加工時，一定要事先干燥，而且干燥后的水分含量應小于 0.3%。f. ABS 的主要性能指標的主要性能指標 密度 =1.05 g/；收縮率 0.40.7%，取值 0.5%.3cmg. ABS 成型塑件的主要缺陷及消除措施成型塑件的主要缺陷及消除措施 主要缺陷：溢料飛邊、氣泡、熔接痕、燒焦及黑紋、光澤不良；消除措施：增大注射壓力、提高模具溫度、加排氣槽、充分預干燥【1】。2.2.2 塑件的結構分析塑件的結構分析2見零件圖,產品有側抽芯和螺紋等復雜機構。就此看來，該零件屬于中等復雜程度a. 塑件的尺寸分析塑件的尺寸分析 技術要求中提出該塑件的尺寸公差 IT3（SJ1372-78） 。由以上分析可見，該零件的尺寸精度中等偏上，對應的模具相關零件的尺寸加工可以保證。b. 塑件表面質量分析塑件表面質量分析 該零件的表面要求沒有缺陷、毛刺、飛邊及要有一定的光澤，沒有特別高的表面質量要求，所以比較容易實現(xiàn)。綜上分析可以看出，注射時在工藝參數控制得好的情況下，零件的成型要求可以得到保證。c. 計算塑件的體積和質量計算塑件的體積和質量 計算塑件重量是為了選用注射機及確定模具型腔數。根據設計手冊可查得 ABS 的成型收縮率成:0.5% ，密度為 1.05g/ cm ，成型溫度：180260。計算塑件的體積：V19.97cm（通過軟件計算）計算塑件重量：W=V19.97cm1.05g/cm=20.97g故塑件的重量為：20.97g33 分型面的選擇與澆注系統(tǒng)的設計分型面的選擇與澆注系統(tǒng)的設計3.1 分型面的確定分型面的確定模具設計中，分型面的選擇很關鍵，它決定了模具的結構。分型面與模具的整體結構、澆注系統(tǒng)的設計、塑件的脫模和模具的制造工藝等有關，因此分型面的選擇是注射模設計中的一個關鍵步驟。應根據分型面選擇原則和塑件的成型要求來選擇分型面。該塑件表面質量無特殊要求，結構也比較間單，固選平直分型面。如圖 3.1 確定分型面。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)設計、塑件的結構工藝性及精度、嵌件位置形狀以及推出方法、模具的制造、排氣、操作工藝等多種因素的影響，因此在選擇分型面時應綜合分析比較，從幾種方案中優(yōu)選出較為合理的方案。選擇分型面時一般應遵循以下幾項原則：a. 分型面應選在塑件外形最大輪廓處。b. 便于塑件順利脫模，盡量使塑件開模時留在動模一邊。c. 保證塑件的精度要求。d. 滿足塑件的外觀質量要求。e. 便于模具加工制造。f. 對排氣效果的影響。與單型腔模具相比較，單型腔模具具有塑料制件的形狀和尺寸一致性好、成型的工藝條件容易控制、模具結構簡單緊湊、模具制造成本低、制造周期短等特點。但是，在大批量生產的情況下，多型腔應是更為合適的形式，它可以提高生產效率，降低塑件的整體成本。模具的型腔數可根據塑料制品的產量、精度高低、模具的制造成本以及所選用注射機的最大注射量和鎖模力大小等因素確定的。圖 3.1 塑件分型面4型腔數目的確定，應根據塑件的幾何形狀及尺寸、質量、批量大小、交貨長短、注射能力、模具成本等要求來綜合考慮。由于型腔的排布與澆注系統(tǒng)密切相關的，所以在模具設計時應綜合加以考慮。型腔的排布應使每個型腔都能通過澆注系統(tǒng)從總壓力中均等地分得所需的足夠壓力，以保證塑料熔體能同時均勻地充填每個型腔，從而使各個型腔的塑件內在質量均一穩(wěn)定【2】。3.2 型腔的布局型腔的布局注塑模的型腔數目，可以是一模一腔，每一次注射生產一個塑件，也可以是多腔，每一次注射生產多個塑件，模具按型腔數目可以分為兩類：a. 一模一腔模具一模一腔模具 該類型僅有一個型腔的模具，每次成型一個塑件。b. 一模多腔模具一模多腔模具 該類型有兩個或兩個以上的型腔，可一模制成成型多個塑件。目前常規(guī)設計都是單層腔。另外也有雙層型腔模具，它的優(yōu)點是在模板面積大小基本不變，獲的加倍數量產品，提高經濟效益。確定模具型腔數目時，我們可以從以下幾個方面考慮：c. 塑件大小與設備的關系塑件大小與設備的關系 成型大或中型塑件時，一般采用單型腔。這一方面是考慮、塑料的充模流動性，要保證塑料充滿型腔，另一方面，設計多個型腔則模具體積大而重，加工難度增大。中、小型塑件的成型模具設計多個型腔可以較好地發(fā)揮設備和模具能力，提高生產效率，實現(xiàn)經濟化生產。d. 充分利用現(xiàn)有設備充分利用現(xiàn)有設備 應優(yōu)先考慮利用企業(yè)自己的生產資源，如成型設備，使生產更加經濟。e. 使塑件精度比較容易得到滿足使塑件精度比較容易得到滿足 一般塑件精度要求不高時，對模具制造以及制品成型工藝的控制要求也較低。在此情況下，可以根據設備的能力計算，確定型腔數目。當塑件精度較高時，型腔過多會使制品質量難以保證，模具加工費過高，型腔數目愈多，對各個型腔的成型工藝條件控制的一致性也就愈差。f. 不使模具結構復雜化不使模具結構復雜化 對形狀較復雜或精度較高的塑件，有時為了增加一個型腔，模具結構會變得復雜得多，模具制造精度也提高了許多，所以考慮型腔數目要注意經濟效益，不合算則予以避免。g. 視塑件生產批量要求視塑件生產批量要求 當塑件生產批量不大時，為了降低成本，常常設計單型腔模具。塑件生產批量較大或很大時，模具需達到完成相應任務的能力，所以常常設計多個型腔。h. 降低模具制造費用降低模具制造費用 模具費用是構成制品成本的其中一個因素，為了降低制品成本，常常對模具費用作一定限制。復雜、精密塑件，其模具每增加一5型腔，加工成本增大的數量十分可觀【4】。由此確定注塑模的模具型腔數為一模一腔。圖 3.2 模具型腔3.3 初步確定注射機型號初步確定注射機型號注射量的確定：經計算，該塑料制件的單件質量為：20.97g 澆注系統(tǒng)的重量可根據 0.2 倍塑件體積來計算澆注系統(tǒng)的體積：4x0.297.19jv3cm粗略估計澆注系統(tǒng)質量： ggvmjj4.205. 14總重量為：gM25.1797.202 . 4滿足注射量：80. 0/塑機vv式中：額定注射量 機v 塑件與澆注系統(tǒng)凝料體積塑v由上可得： = = 30 塑v38 . 0)2 . 097.19(19.97cmx3cm結合上面計算，初步確定注塑機為注射機 XS-Z-200.其主要技術參數如表所6示:表 2-1 注射機參數型號 XSZ200 型螺桿直徑（mm） 35注射容量（cm3或 g） 200注射壓力（N/cm3） 150鎖模力 （KN） 600最大注射面積（cm2） 14.05模具厚度（mm） 150650模板行程（mm） 300噴嘴球半徑（mm） 10噴嘴孔直徑（mm） 4噴嘴伸出量（mm） 20頂出行程（mm） 80外形尺寸（m * m * m） 3.9 X 1.3 X 1.83.4 澆注系統(tǒng)的設計澆注系統(tǒng)的設計澆口亦稱進料口，是連接流道與型腔的熔體通道。澆口的設計與位置的選擇恰當與否，則關系到塑件能否完好、高質量地注射成型。澆口可分成限制性澆口和非限制性澆口兩大類。按澆口的結構形式和特點，常用的澆口可分為以下幾種形式：點澆口，中心澆口，環(huán)形澆口，輪輻式澆口，爪形澆口【5】。按此零件對外表面的要求:該零件的表面要求沒有明顯的缺陷、毛刺、無飛邊及要有一定的光澤。模具設計時，澆口的位置及尺寸要求比較嚴格，初步試模后還需進一步修改澆口尺寸，無論采用何種澆口，其開設位置對塑件成型及質量影響很大，因此合理選擇澆口的開設位置是提高質量的重要環(huán)節(jié)，同時澆口位置的不同還影響模具結構【6】?？傊顾芗哂辛己玫男阅芘c外表，與澆口位置的選擇有很大關系，通常要考慮以下幾項原則：a. 澆口應開設在塑件壁厚最大處。b. 必須盡量減少熔接痕。c. 應有利于型腔中氣體排出。d. 考慮分子定向影響。e. 避免產生噴射和蠕動。7f. 澆口處避免彎曲和受沖擊載荷。g. 盡量縮短流動距離。所以，確定澆口位置如下圖：圖 3.3 澆口的位置3.5 澆注系統(tǒng)的計算澆注系統(tǒng)的計算3.5.1 剪切速率的校核剪切速率的校核 生產實踐表明，當注射模主流道和分流道的剪切速率 R=5.810510 S23時，所成型的塑件質量最好。對一般熱塑性塑料，將以上推薦的剪切速率值1作為計算依據，可用以下經驗公式表示：R= 式中 q 體積流量（CM /S） ；R澆注系統(tǒng)斷面當量半徑（CM） 。33 . 3nvRqv33n3.5.2 主流道剪切速率的校核主流道剪切速率的校核Q=0.8Q/T =338.21.5=225.5 （CM /S） 主v公3（3.1）T 注射時間：T=1.5（S） ；R主流道的平均當量截面半徑：R=0.538（CM） nn421dd d 主流道小端直徑 ，d =0.63 （CM） ；d主流道大端直徑，112d=1.2（CM） 28R= 3.1158.9/(3.140.2783)=1.4710 S （3.2）主33 . 3nvRq315101.4710 510 (滿足條件)2333.5.3 澆口剪切速率的校核澆口剪切速率的校核R= =3.67152/(3.140.423)=1.45103 S 澆33 . 3nvRq1（3.3）其中：澆口面積 S=/4(D22-D12),當量面積 S=R所以 R=7mm。 2當n當n單從計算上看，澆口剪切速率偏小。但由于模具比較特殊，為一模一腔，無分流道，壓力損失少，進料速度快，成型比較容易，傳遞壓力好，所以澆口的剪切速率是合適的。從以上的計算結果看，流道與澆口剪切速率的值都落在合理的范圍內，證明流道與澆口的尺寸取值是合理的。94 成型零部件及計算成型零部件及計算本成型零件工作尺寸計算時均采用平均尺寸、平均收縮率、平均制造公差和平均磨損量來進行計算。查表得 ABS 收縮率為 Q=0.6%，考慮到工廠模具制造的現(xiàn)有條件，模具制造公差取 z=/3。4.1 型芯和型腔工作尺寸的計算型芯和型腔工作尺寸的計算根據模具的結構形式，考慮加工的難易程度和材料的價值利用等因素，定模的結構很簡單，加工沒有特別的困難，所以定模芯采取整體式結構，其結構見總裝圖。成型塑件內表面的零件稱凸?；蛐托?，主要有主型芯、小型芯、螺紋型芯和螺紋型環(huán)等。對于結構簡單的容器、殼、罩、蓋之類的塑件，成型其主體部分內表面的零件稱主型芯或凸模，而將成型其他小孔的型芯稱為小型芯或成型桿。按結構主型芯可分為整體式和組合式兩種組合式結構：為了便于加工，形狀復雜型芯往往采用鑲嵌組合式結構。這種構是將型芯單獨加工后，再鑲入模板中。所以我們動模型芯采取組合式結構，將型芯割開以便加工【7】。其凸模型芯凹模的結構形式另見模具總裝圖。 型腔徑向尺寸，已知在規(guī)定條件下的平均收縮率 S，塑件的基本尺寸是最大尺寸，其公差為負偏差，因此塑件平均尺寸為 Ls-，模具型腔的基本尺寸Lm 是最小尺寸，公差為正偏差，型腔的平均尺寸為 Lm+z/2。型腔的平均磨損量為 c/2，如以 Lm +Z 表示型腔尺寸, ABS 平均收縮率 S=0.6%。Lm +z/2+c/2=(Ls-/2)+(Ls-/2)S （4.1）經整理最終公式為：Lm0+z=(1+S)Ls-(0.50.75)0+z型腔計算1007. 0007. 0028. 041000 76.2521. 046. 6728. 04376)006. 01 (43)1 ()(zzsmLSL07. 0007. 0028. 041000 52.10221. 052.31228. 04352)006. 01 (43)1 ()(zzsmLSL型腔高度計算04. 0004. 0015. 041000 46.1761 . 046.27615. 03246006. 01321zzsmHSH型芯計算004. 0004. 0015. 04100 72.54211. 072.43215. 04372)006. 01 (43)1 ()(zzsmlSl11004. 0004. 0015. 04100 58.45811. 058.34815. 04358)006. 01 (43)1 ()(zzsmlSl型芯高度計算 004. 0004. 0015. 04100 46.3761 . 046.27615. 03246006. 01321zzsmhSh4.2 型腔側壁厚度計算型腔側壁厚度計算4.2.1 凹模型腔側壁厚度計算凹模型腔側壁厚度計算凹模型腔為組合式型腔，按強度條件計算公式SR-r=r(/-2p)1/2-1 進行計算。式中各參數分別為：p=50Mpa(選定值)；=0.05mm；=160MPar=28mmSR-r=r(/-2p)1/2-1 （4.2）=28(160/160-250)1/2-116.8mm一般在加工時為了加工方便，我們通常會取整數，所以凹模型腔側壁厚度為 17。4.2.2 凹模底板厚度計算凹模底板厚度計算12按強度條件計算，型腔地板厚為：p=50 Mpar=28mm=160MPah1.22pr2/1/21.2250282/1601/217.3mm一般在加工時為了加工方便，我們通常會取整數，所以凹模型腔側壁厚度為 18mm。5 模架的選擇模架的選擇塑料注射模模架已經標準和系列化了，因此設計時只需根據塑件的結構和尺寸標準選擇。由于注塑件結構采用點澆口,并且是自動化生產,模具所需要分型,才能實現(xiàn)自動化,則選用即可。塑料模的模架包括動模（或下模）坐板、定模（或上模）坐板、動模板、定模板、支承板、墊塊等【8】。 5.1 組成模架的主要零件組成模架的主要零件a. 動模座板和定模座動模座板和定模座 它是動模和定模的基座，也是固定式塑料?；虺尚驮O備連接的模板。應具有足夠的強度和剛度。b. 動模板和定模板動模板和定模板 它的作用是固定凸模或型芯、型腔、導柱、導套等零件，所以又稱為固定板。對于移動式壓縮模，開模力作用在固定板上，因而固定板應有足夠的強度和剛度。為了保證型腔、型芯等零件固定穩(wěn)固，固定板應有足夠的厚度。c. 支承板支承板 支承板是墊在固定板背面的模板。它的作用是防止型芯或凸模、型腔、導柱、導套等零件的脫出，增強這些零件的穩(wěn)固性并承受型芯和型腔等傳遞而來的成型壓力。d. 墊塊墊塊 墊塊的作用是使動模支承板與動模座板之間形成用于推出機構運動的空間，或調節(jié)模具高度以適應成型設備上模具安裝空間對模具高度的要求。5.2 注射模標準模架結構尺寸的計算注射模標準模架結構尺寸的計算5.2.1 應選擇的關鍵參數應選擇的關鍵參數13選擇模架的關鍵是確定型腔模板的周界尺寸（長和寬）和厚度，要確定周界尺寸就要確定型腔到模板邊緣之間的壁厚。a. 型腔壁厚型腔壁厚 S 的確定的確定 根據經驗數據，當型腔壓力（注射） ，型腔Mpa49側壁厚度，)(1720. 0mmLS注：型腔為整體式，mml100，表中值需乘以9 . 085. 0b. 支承模厚度支承模厚度 h 的確定的確定 根據經驗數據，當mmB102時，Lmmb ，則 h=(0.120.13)b注：當壓力時，取表中數值乘以MpaP2935. 125. 1型腔中 ABS 塑料的平均壓力為MMpa293 .345.2.2 模架的選擇步驟模架的選擇步驟a. 確定模架的組合形式b. 確定型腔壁厚c. 確定模架尺寸型腔深度根據，查資料：定模板選擇 B=400.L=400，H=95；動模板選擇 B=400.L=400，H=285；5.3 注射機的校核注射機的校核5.3.1 最大注塑量校核最大注塑量校核注射量的確定：經計算，該塑料制件的單件質量為：gms 20.97澆注系統(tǒng)的重量可根據 0.2 倍塑件體積來計算澆注系統(tǒng)的體積；4x0.297.191v3cm粗略估計澆注系統(tǒng)質量： ggvmjj4.205. 14總重量為：gM25.1797.202 . 4滿足注射量：80. 0/塑機vv式中：額定注射量 機v 塑件與澆注系統(tǒng)凝料體積塑v由上可得：= 30 塑v38 . 0)2 . 097.19(19.97cmx3cm為確保塑件質量，注塑模一次成型的塑件質量（包括流道凝料質量）應在公稱注塑量的 35%75%范圍內，最大可達 80%，最小不小于 10%。為了保證塑件質量，充分發(fā)揮設備的能力，選擇范圍通常在 50%80%。14所以滿足5.3.2 鎖模力的校核鎖模力的校核在確定了型腔壓力和分型面面積之后，可以按下式校核注塑機的額定鎖模力：FK AP 分型1.21/43.14112225106295.42KN因此鎖模力滿足要求。式中 F 注塑機額定鎖模力：600KN；K 安全系數，取 K=1.2；5.3.3 塑化能力的校核塑化能力的校核由初定的成型周期為 60 秒計算，實際要求的塑化能力=每次實際注射量/成型周期即：217.6/60=3.63（g/s） ，遠小于注塑機的塑化能力 22.2（g/s） ，說明注射機能完全滿足塑化要求。5.3.4 碰嘴尺寸校核碰嘴尺寸校核在實際生產過程中，模具的主流道襯套始端的球面半徑 R2 取比注射機噴嘴球面半徑 R1 大 12 mm，主流道小端直徑 D 取比注射機噴嘴直徑 d 大0.51 mm，如圖所示，以防止主流道口部積存凝料而影響脫模，所以，注射機噴嘴尺寸是標準，模具的制造以它為準則。圖 5.1 噴嘴與澆口套尺寸關系由于本次選擇的注塑機噴嘴球半徑為 18mm，噴嘴口直徑 6mm。選擇澆口套時同時考慮到相關標準選擇 R2=20mm，D=8.5mm。5.3.5 定位圈尺寸校核定位圈尺寸校核模具安裝在注塑機上必須使模具中心線與料筒、噴嘴的中心線相重合，定位圈與注塑機固定模板上的定位孔呈間隙配合（H8/e8） 。定位圈的高度，對小15型模具為 8mm10mm，對大型模具為 10mm15mm。此外，對中小型模具一般只在定位模板上設置定位圈，對大型模具可在動、定模板上同時設置定位圈。本次設計的模具只在定模板上設置定位圈，定位孔直徑為 100mm，定位圈的高度為 15mm。定位圈形式如下圖所示：圖 5.2 定位圈5.3.6 模具外形尺寸校核模具外形尺寸校核注塑模外形尺寸應小于注塑機工作臺面的有效尺寸。模具長寬方向的尺寸要與注塑機拉桿間距相適應，模具至少有一個方向的尺寸能穿過拉桿間的空間裝在注塑機的工作臺面上。本書中拉桿內間距 510510mm，模具外形尺寸設計為 400450mm，滿足要求。5.3.7 模具厚度校核模具厚度校核模具厚度必須滿足下式：HH H；150mm600mm650mm。minmmax式中：H所設計的模具厚度 600 mm；H注塑機所允許的最小mmin模具厚度 150 mm；H注塑機所允許的最大模具厚度 650 mm；max5.3.8 模具安裝尺寸校核模具安裝尺寸校核注塑機的動模板，定模板臺面上有許多不同間距的螺釘孔或“T”形槽，用于安裝固定模具。模具固定安裝方法有兩種：螺釘固定，壓板固定。采用螺釘直接固定時（大型模具常用這種方法） ，模具動，定模板上的螺孔及其間距，必須與注塑機模板臺面上對應的螺孔一致；采用壓板固定時（中，小模具多用這種方法） ，只要在模具的固定板附近有螺孔就行，有較大的靈活性。該模具外形尺寸為 400450 屬中，小型模具，所以采用壓板固定法。166 推出機構設計推出機構設計6.1 概述概述推出機構是開模后將塑件推出的機構。推桿機構是推出機構中最簡單最常見的一種形式。推桿的推出的特點是加工簡單、安裝方便、維修容易、使用壽命長、脫模效果好，因此在生產中廣泛應用，但是，由于它與塑件接觸面積一般比較少，設計不當易引起應力集中因而頂穿塑件變形，因此當用于脫模斜度小和脫模阻力大的管狀或箱類塑件時，應增加推桿數量，增大接觸面積。制件推出（頂出）是注射成型過程中的最后一個環(huán)節(jié)，推出質量的好壞將最后決定制品的質量，因此，制品的推出是不可忽視的。在設計推出脫模機構時應遵循下列原則【9】。a. 推出機構應盡量設置在動模一側，由于推出機構的動作是通過裝在注射機合模機構上的頂桿來驅動的，所以一般情況下，推出機構設在動模一側。正因如此，在分型面設計時應盡量注意，開模后使塑件能留在動模一側。b. 保證塑件不因推出而變形損壞，為了保證塑件在推出過程中不變形、不損壞，設計時應仔細分析塑件對模具的包緊力和粘附力的大小，合理的選擇推出方式及推出位置。推力點應作用在制品剛性好的部位，如筋部、凸緣、殼體形制品的壁緣處，盡量避免推力點作用在制品的薄平面上，防止制件破裂、穿孔，如殼體形制件及筒形制件多采用推板推出。 從而使塑件受力均勻、不變形、不損壞。c. 機構簡單動作可靠，推出機構應使推出動作可靠、靈活，制造方便，機17構本身要有足夠的強度、剛度和硬度，以承受推出過程中的各種力的作用，確保塑件順利脫模。d. 良好的塑件外觀 ，推出塑件的位置應盡量設在塑件內部，或隱蔽面和非裝飾面，對于透明塑件尤其要注意頂出位置和頂出形式的選擇，以免推出痕跡影響塑件的外觀質量。e. 合模時的正確復位，設計推出機構時，還必須考慮合模時機構的正確復位，并保證不與其他模具零件相干涉。推出機構的種類按動力來源可分為手動推出，機動推出，液壓氣動推出機構。本模具根據塑件內螺紋的情況，采用齒輪組推出塑件。6.2 脫模力的計算脫模力的計算將制件從包緊的型芯上脫出時所需克服的阻力稱為脫模力。計算脫模力時應考慮以下方面；a. 由收縮包緊力造成的制品與型芯的摩擦阻力，該值由試驗決定；b. 由大氣造成的阻力；c. 由塑件的粘附力造成的脫模阻力；d. 推出機構運動摩擦阻力以上各項中，a 與 b 兩項起決定作用，c 與 d 兩項可用修正系數的形式包括在脫模力的計算公式中。此外，脫模力的大小還與制品的厚薄及幾何形狀有關系，因此將制品所需脫模力，按厚壁和薄壁兩類加以區(qū)別，在本課題中，對脫模力作粗略估算。制件為矩形斷面所需的脫模力為 AKfESLF1 . 0)1 ()tan(cos822 （6.1）cossin12fKK2無量綱系數，其值隨 f 和而異（K2可從表中選?。?；t/d壁厚與直徑之比；2矩形制件的平均壁厚，mm；a,b矩形型芯的斷面尺寸，mm；S塑料平均成型收縮率；E塑料的彈性模量，MPa；L制件對型芯的包容長度，mm；f制件與型芯之間的摩擦系)；脫模斜度18塑料的泊松比；A盲孔制品型芯在垂直于脫模方向上的投影面積，mm2，通孔制件的A 等于 0。根據查表得ABS 的相關參數為： 的范圍為 0.4-0.8，取 0.5；E 的范圍為 11001600 MPa,取 1350MPa； 取 0.32f 取 0.30查表得，脫模斜度取 14 o23 mmS1.5073834196. 196707453. 0254493299. 03 . 012KNF84.85362073834196. 1)32. 01 ()263157894. 030. 0(967074537. 0180015. 0135038197 冷卻系統(tǒng)設計冷卻系統(tǒng)設計7.1 溫度調節(jié)系統(tǒng)的要求溫度調節(jié)系統(tǒng)的要求模具溫度過高，成型收縮大，脫模后塑件變形大，并且還容易造成溢料和粘膜；模具溫度過低，則熔體流動性差，塑料輪廓不清晰，表面會產生明顯的銀絲或流紋等缺陷；當模具溫度不均勻時，型芯和型腔溫差過大，塑料收縮不均勻，導致塑料翹曲變形，會影響塑件的形狀和尺寸精度。綜上所述，模具上需要設置溫度調節(jié)系統(tǒng)以達到理想的溫度要求。ABS 推薦的成型溫度為 160-220，模具溫度為 4090 。a. 根據塑料的品種確定是對模具采用加熱方式還是冷卻方式；b. 希望模溫均一，塑件各部同時冷卻，以提高生產率和提高塑件質量；c. 采用低的模溫，快速，大流量通水冷卻效果一般比較好；d. 溫度調節(jié)系統(tǒng)應盡可能做到結構簡單，加工容易，成本低廉；e. 從成型溫度和使用要求看，需要對該模具進行冷卻，以提高生產率。在注塑成型工藝過程中，模具溫度則影響塑料的充模和塑料件的定形，也影響注塑周期和塑料件質量，因此，必須對模具進行有效冷卻，使其溫度保持在一定范圍內。注射模具的溫度是指模具型腔的表面溫度。在注射成型過程中，模具溫度影響到塑件的質量(如收縮率、翹曲變形、耐應力開裂性和表面質量等） ，并且20對生產效率起到決定性的作用，因此，必須采用溫度調節(jié)系統(tǒng)對模具的溫度進行控制。模具溫度調節(jié)系統(tǒng)包括冷卻和加熱兩個方面，對于大多數要求較低模溫（一般低于）的塑料（如聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、ABS 等） ，只需設c 80置模具的冷卻系統(tǒng)即可，因為，通過調節(jié)水的流量就可達到調節(jié)模具溫度的目的。7.2 冷卻回路尺寸的計算冷卻回路尺寸的計算a. 求塑件在硬化時每小時釋放的熱量求塑件在硬化時每小時釋放的熱量 Q1查表得 ABS 的單位流量為 30104 J/Kg得 Q1=WQ2=0.2630104 =7.8104需要設計冷卻回路b. 冷卻回路的孔直徑的確定冷卻回路的孔直徑的確定確定冷卻水孔的直徑時應注意，無論多大的模具，水孔的直徑不能大于14mm，否則冷卻水難以成為湍流狀態(tài)，以致降低熱交換效率。一般水孔的直徑可根據塑件的平均壁厚來確定。平均壁厚為 2mm 時，水孔直徑可取810mm，平均壁厚為 24mm 時，水孔直徑可取 1012mm，平均壁厚為46mm 時，水孔直徑可取 1014mm。7.3 冷卻回路的布置冷卻回路的布置7.3.1 冷卻回路設置的原則冷卻回路設置的原則a. 冷卻水道應盡量多、截面尺寸應盡量大，可以使型腔表面溫度分布趨于均勻，防止塑件不均勻收縮和產生殘余應力。b. 冷卻水道離模具型腔表面的距離。當塑件壁厚均勻時，冷卻水道到型腔表面最好距離相當，但當壁厚不均勻時，厚處冷卻水道到型腔表面的距離則應近一些，間距也可適當小些，一般水道孔邊至型腔表面距離為 1015mm。c. 水道出入口的布置。水道出入口的布置應該注意兩個問題，即澆口處加強冷卻和冷卻水道的出入口溫差應盡量小。d. 冷卻水道應沿著塑料收縮方向設置e. 冷卻水道的布置應避開塑件易產生熔接痕的部位7.3.2 成型周期的確定成型周期的確定21根據制件材料為 ABS，并且制件中壁厚最大達到 3，根據查表塑料制品厚度與冷卻時間的關系查得冷卻時間為，該制件為自動脫模，設開模時st251間為，再加上注射時間，故得本制件的成型周期為：st62st33stttT3436253217.3.3 求塑料制件在固化時每小時釋放的熱量求塑料制件在固化時每小時釋放的熱量 Q 11NGQQWQ（7.1）式中 W單位時間內注入型腔中的塑料質量，KJ/hN 每小時的注射次數 606034=105.88 次/hG每次塑料的注射量 4150.9110-3=0.378單位質量的塑料制品在凝固時所放出的熱量，根據查1QkgkJ /表得,常用塑料熔體的單位熱流量 5.9102kgkJ /將以上參數代入公式得hKJQ/3576.23613109 . 5378. 088.1052求冷卻水的體積流量 )(211cQqv（7.2）Q 塑料制件在固化時每小時釋放的熱量（KJ/h）冷卻水的體積流量，vqmin/3m冷卻水的密度，3/mkg冷卻水的出口溫度，1Co冷卻水的入口溫度，2Co冷卻水的比熱容，1c)/(CkgKJo查表得3/1000mkg)/(2 . 41CkgkJcoCo521綜上，則：min/0187. 052 . 410003576.236133mqv根據查表選取冷卻水的穩(wěn)定湍流速度和直徑min/100187. 033mqv22mmd30但是由于該塑件本身的結構特點，以及型芯、型腔具體冷卻水道的布置等等原因（見總裝配圖） ，我們改用小的水道孔徑。定模部分取 10mm，動模取 10 mm。冷卻水道在管道中的流速 v根據公式 smdqvv/642. 060)015. 0(14. 360/0187. 04422冷卻管道孔壁與冷卻介質之間的傳熱膜系數h根據表，取系數 f 為 7.22（）Co302 . 08 . 0)1000/()(187. 4dvfh冷卻水的密度，3/mkg冷卻水的平均流速vd冷卻水管道直徑則)/(102278. 1)1000/010. 0()642. 01000(22. 7187. 4)1000/()(187. 4242 . 08 . 02 . 08 . 0CbmkJdvfho冷卻管道總傳熱面積 A24102199. 02/ )2025(80102278. 1746.236136060mthWQA238 合模導向系統(tǒng)設計合模導向系統(tǒng)設計本設計采用導柱導向機構，導柱導向機構是利用導柱和導向孔之間的配合來保證模具的對合精度。導柱導向機構設計內容包括：導柱和導套的典型結構：導柱與導向孔的以及導柱的數量和布置等。任何一副模具在定、動模之間都設置有導向機構【10】。其功能是：a. 定位作用定位作用 合模時維持動定模之間的一定方位，合模后保持模腔的正確形狀。b. 導向作用導向作用 合模時引導動模按序閉合，防止損壞型芯，并承受一定的側向力。c. 承載作用承載作用 采用推件板脫?；蛉迨侥＞呓Y構，導柱有承受推件板和定模型腔板的重載荷作用。d. 保持運動平穩(wěn)作用保持運動平穩(wěn)作用 對于大、中型模具的脫模機構，有保持機構運動靈活平穩(wěn)的作用。為保證注射模的準確開模和合模，注射模必須設置導向機構。導向機構具有以下作用：a. 定位作用定位作用 模具合模時，導向機構可以保證動模和定模的位置正確，以便使型腔的運送和尺寸精確；另外導向機構在模具的裝配過程中也起定位作用，24方便模具的裝配和調整。b. 導向作用導向作用 合模時，模具的導向零件首先接觸，引導動、定模準確合模，避免由于某種原因，使得型芯或型腔錯誤接觸面而造成的損壞。c. 承受一定的側向壓力承受一定的側向壓力 塑料熔體是以一定的注射壓力注入型腔的，型腔的各個方向都承受壓力，如果塑件是非對稱結構或模具設計成非平衡進料形式，就會產生單邊的側向壓力，設置導向機構可以承受一定的側向壓力。設計導向機構時應注意：導柱應合理均勻分布在模具分型面的四角，導柱至模具的邊緣應有足夠的距離，以保證模具的強度；導柱的年度應比型芯端面的高度高出 6-8mm，以免在錯誤定位時，型芯進入凹模型腔相碰而損壞【11】。a. 為了使導柱能順利地進入導套，導柱端部應做成錐形或半球形，導套的前端也應倒角。b. 導柱設在動模一側可以保護型芯不受損傷，而設在定模一側則便于順利脫模取出塑件，因此可根據需要而決定裝配方式。c. 一般導柱滑動部分的配合形式按 H8/f8，導柱和導套固定部分配合按H7/k6，導套外徑的配合按 H7/k6。d. 除了動模、定模之間設導柱、導套外，一般還在動模座板與推板之間設置導柱和導套，以保證推出機構的正常運動。e. 導柱的直徑應根據模具大小而定，可參考標準模架數據選取。8.1 導柱的設計導柱的設計導柱設計要點如下：a. 導柱的直徑視模具大小而定，但必須具有足夠的抗彎強度，且表面要耐磨，芯部要堅韌，因此導柱的材料多采用低碳鋼（20）滲碳淬火，或用碳素工具鋼（T8、T10）淬火處理，硬度為 5055HRC【12】。b. 導柱的長度通常應高出凸模端面 68mm,以免在導柱未導正時凸模先進入型腔與其碰撞而損壞。c. 導柱的端部常設計成錐形或半球形，便于導柱順利地進入導向孔。d. 導柱的配合精度。導柱與導向孔通常采用間隙配合 H7/f6，或 H8/f8，而導柱與安裝孔則采用過渡配合 H7/m6,或 H7/k6，配合部分表示粗糙度為Ra0.8 同時需要注意，要采用適當的固定方法防止導柱從安裝孔中脫出。e. 導柱直徑尺寸按模具模板外形尺寸而定。模板尺寸越大，導柱間中心距應越大，所選導柱直徑也越大。8.2 導向孔與導套導向孔與導套25為了保證導向精度和檢修方便，導向孔一般采用鑲入導套的形式。導向孔的設計要點如下：a. 導向孔最好為通孔，否則導柱進入未通的導向孔時，孔內空氣無法逸出，產生反壓力，給導柱運動造成阻力。若受模具結構限制，導向孔必須做成盲孔時，則應在盲孔側壁增設透氣孔式透氣槽b. 為使導柱比較順利地進入導索，在導套前端就應倒有圓角。通常導套采用淬火鋼或銅等耐磨材料制造，但其硬度應低于導柱的硬度，以改善摩擦及防止導柱或導套拉毛【13】。c. 導套孔的滑動部分按 H8/f8 間隙配合，導套外徑按 H7/m6 過渡配合d. 導套的安裝固定方式，利用軸肩或螺釘固定縱上分析，導套是安裝在另一半模具上的導柱相配合，用以保證動模與定模的相對位置，保證模具開合模運動導向精度的圓套形零件。導柱與安裝在另一半模具上的導套（或孔）相配合，用以保證動模與定模的相對位置，保證模具開合模運動導向精度的圓柱形零件。9 側抽芯設計側抽芯設計抽芯距 S=S1+5mmS1 為空深度在這里空深度為壁厚所以 S=35mm抽芯力的計算:Fc=ChP(cos(a)-sin(a) （9.1）=37.68200.9107(0.15cos(18 o)-sin(18 o)=31.7103NFc-抽芯力 C-側型芯成行部分的截面的平均周長(m)=X12=36.78 mmh-側型芯成行部分的高 h =20 mmp-塑件對側型芯的收縮應力(包緊力)一般 p=(0.8-1.2)x107pa 模外冷塑件 p=(2.9-3.9)107pau=0.15,a-側型芯的脫模斜度或傾斜角=18o9.1T 型塊設計型塊設計a. 斜滑塊的確定斜滑塊的確定 在確定斜滑塊結構尺寸之前，應了解其設計要點 斜滑塊的導向斜角一般取 18 o，斜滑塊的推出高度必須小于導滑槽總長的 2/3；斜滑26塊在導滑槽內的活動必須順利；內抽芯斜滑塊的端面不應高于型芯端面，而應在零件允許的情況下低于型芯端面 0.050.10。b. T 型塊尺寸的確定型塊尺寸的確定 T 型塊的形狀如圖所示:其工作端的端部設計成半球形。圖 9.1 T 型塊的形狀其材料選用 45 碳素工具鋼,熱處理要求硬度 HRC55,表面粗糙度為Ra0.8nm,T 型塊與固定板之間采用過渡配合 H7/m6,滑塊上 T 型塊之間采用間隙配合 H11/b11,或在兩者之間保留 0.5mm 間隙【15】。c. T 型塊傾斜角度的確定型塊傾斜角度的確定 a 為傾斜角 L=s/sin（a）經查資料得 a 取 18o比較理想。d. T 型塊的長度計算型塊的長度計算 T 型塊的長度型塊的長度 其工作長度 Lz=scos（）/sin（a） ；為滑動定向模一側的傾角因=0o所以 L=s/sin（a）=6.5/sin（18 o）=21mm；Lz為 T 型塊的總長度（mm） ；d1為 T 型塊固定部分大端直徑（12mm） ；h 為 T 型塊固定板厚度（20mm） ；d 為 T 型塊工作部分直徑（16mm） ；S 抽芯距（10mm） 。54321llllllz=)sin()tan(2/)cos()tan(21asadahad=60/2tan(18o)+20/cos(0o)+30/sin(18o) 100mm T 型塊安裝固定部分長度； T 型塊固定部分的直徑（40mm） ； T 型al1dh塊固定部板的厚度（20mm） ；a T 型塊的傾角e. T 型塊受力分析與強度計算型塊受力分析