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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1—1為塑件的二維工程圖 圖 1—1 圖1—1 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(guò)計(jì)算得塑件的體積V塑=13.85cm3 塑件的質(zhì)量M塑=ρV塑=1.0413.85=14.4g 式中

2、 ρ---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(lái)估算。 澆注系統(tǒng)的質(zhì)量M澆=ρV澆=8.6g 澆注系統(tǒng)的體積V澆=8.30cm3. 故 V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) XS—ZY—250 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

3、 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 280mm 3.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，并在填充和凝固過(guò)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(wú)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

4、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+（1～2）㎜ D=d+（0.5～1）㎜. 取主流道球面半徑R=20㎜， 取主流道小端直徑D=Φ5㎜， 球面配合高度h=3-5mm 取h=4 mm 主流道長(zhǎng)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1～3 —噴嘴直徑 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

5、積，壁厚，形狀的復(fù)雜程度，注射速度，分流道長(zhǎng)度，等因素來(lái)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(jiàn)，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2～3㎜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α是斜抽芯機(jī)構(gòu)主要的技術(shù)數(shù)據(jù)之一，它與抽拔力，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

6、安裝部分與模板間可采用H7/m6或H7/n6的過(guò)渡配合。斜銷與滑塊間隙（一邊）為1㎜。斜銷長(zhǎng)度為：L= L1+L2+L3+L4=h/cosα+S/sinα+0.5Dtanα+5～10=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=φ15㎜。 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(guò)斜導(dǎo)柱和導(dǎo)滑槽導(dǎo)向，合模時(shí)通過(guò)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，根據(jù)分流道與主流道在定模座上，澆口在型腔板上，這

7、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(lái)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(wú)特殊要求，選擇分型面如圖所示，這樣可降低模具

8、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=(L＋LS%-1/2Δ)

9、 其中δz=Δ/3 26 L=(26+260.6%-1/20.28)=26.025 mm 27.2 L=(27.2+27.20.6%-1/20.28)=27.2mm 型腔深度計(jì)算根據(jù)公式H=(H＋HS%-2/3Δ) 其中δz=Δ/3 30 L=(30+300.6%-2/30.28)=30.02mm 6.2 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=( L＋LS%+3/4Δ) 其中δz=Δ/3 19 L=(19+190.6%+1/20.24)=19.23mm 26 L=(26+260.6%+1/20.28) =26

10、mm 型芯高度計(jì)算根據(jù)公式：H=(H＋HS%-2/3Δ) 其中δz=Δ/3 30 L=(30+300.6%+2/30.28)=30mm 6.3 型腔壁厚的計(jì)算 由公式［δ］=st ［δ］——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 ［δ］=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=25-45Mpa a——型腔側(cè)壁受溶體壓力部分高度 a=20 l ——型腔側(cè)壁長(zhǎng)邊尺寸60㎜

11、 E——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40MPa L型腔長(zhǎng)度60 B底板上型腔承壓部分的寬度60 B底板寬度140 E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；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+

12、 H =25mm+50mm+50mm+45mm+25mm+90mm=286mm 8 注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核 模具的外形尺寸為300㎜300㎜320㎜，選用XS—ZY—250型，注射機(jī)模板最大安裝尺寸為450㎜500㎜，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，XS—ZY—250型注射機(jī)能滿足使用要求，故采用。 9、注射機(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％

13、。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P＝20——40MPa A——塑件和

14、澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和，經(jīng)計(jì)算A=6216.25mm2 F鎖——注射機(jī)的額定鎖模力。 故 F鎖>PA＝6216.2540＝248.65kN 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+

15、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+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)：

16、　　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，上端是簡(jiǎn)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2—19查得ABS未注公差按MT6，由此可以看出此零件的尺寸精

17、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(lái)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(wú)水紋、無(wú)刮花、無(wú)黑點(diǎn)、無(wú)飛邊等缺陷。粗糙度要求為Ra0.4沒(méi)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(guò)程；塑件的后處理三個(gè)階段

18、。 料筒溫度 喂料區(qū) 30～50℃（50℃） 區(qū)1 160～250℃（200℃） 區(qū)2 200～300℃（220℃） 區(qū)3 220～300℃（240℃） 區(qū)4 220～300℃（240℃） 區(qū)5 220～300℃（240℃） 噴嘴 220～300℃（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(zhǎng)與壁厚之比為50：1到100：1 熔料溫度 220～280

19、℃ 料筒恒溫 220℃ 模具溫度 20～70℃ 注射壓力 具有很好的流動(dòng)性能，避免采用過(guò)高的注射壓力80～140MPa（800～1400bar）； 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(zhǎng)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30％～60％ 背壓 5～20MPa（50～200bar） 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(guò)程就

20、可以 計(jì)量行程 0.5～4D（最小值～最大值）；4D的計(jì)量行程為熔料提供足夠長(zhǎng)的駐留時(shí)間是很重要的 殘料量 2～8mm，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 1.2～2.5％；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(wú)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：D＝25：1），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(guó)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(jiǎn)明手冊(cè)》（第二版）——上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 12