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課題：大型箱的注塑模設(shè)計(jì)
產(chǎn)品：大型箱
材料：PP
收縮率：1.018
比重0.91
脫模斜度：1°
產(chǎn)品外形尺寸：600X400X200（長(zhǎng)X寬X高）
數(shù)量：一出一
模架：大水口模架，工字板，兩板模
模架型號(hào)：CI-90105-A370-B210-C180
型腔CAV尺寸：300X470X670（高X寬X長(zhǎng)）
型芯COR尺寸：110X470X670
模架尺寸：1050X1000X840H（長(zhǎng)X寬X高）
分模間隙：1mm
水口料高度：250mm（包括產(chǎn)品405MM）
產(chǎn)品頂出距離：105mm
滑塊移動(dòng)行程：30MM
以下為計(jì)算數(shù)據(jù)，3D測(cè)量數(shù)據(jù)采用的是軟件測(cè)量或類似于此零件的標(biāo)準(zhǔn)件，可做為計(jì)算參考數(shù)據(jù)
產(chǎn)品重量：3080g
產(chǎn)品體積：3386.65
澆注系統(tǒng)重量：7.89g
澆注系統(tǒng)體積：8.67
注塑總質(zhì)量為：3087.89g
注塑總體積為：3394.67
產(chǎn)品投影面積：239294
流道投影面積：72.9
鎖模力：（1 X239294+72.9）x1.1x30x0.001=7900KN
澆注系統(tǒng)：大水口直充頂面
成型系統(tǒng)：前后模仁與抽芯成型
排氣系統(tǒng)：分型面自然排氣
冷卻系統(tǒng)：前模仁直通式運(yùn)水.，后模水井式冷卻水路
頂出系統(tǒng)：頂針頂出
型號(hào)
參數(shù)
單位
1250×2A
螺桿直徑
mm
110
理論注射容量
cm3
5227
注射重量PS
g
4757
注射壓力
Mpa
205
注射行程
mm
550
螺桿轉(zhuǎn)速
r/min
0~90
料筒加熱功率
KW
85.25
鎖模力
KN
12500
拉桿內(nèi)間距(水平×垂直)
mm
1250×1250
允許最大模具厚度
mm
1250
允許最小模具厚度
mm
550
移模行程
mm
1250
移模開距(最大)
mm
2500
液壓頂出行程
mm
320
液壓頂出力
KN
215
液壓頂出桿數(shù)量
PC
21
油泵電動(dòng)機(jī)功率
KW
55+55
油箱容積
l
2400
機(jī)器尺寸(長(zhǎng)×寬×高)
m
13.1×3.1×4.1
機(jī)器重量
t
65
最小模具尺寸(長(zhǎng)×寬)
mm
870×870
Area Calculation Results:
------------------------------------------------------------
CSYS Origin: 0.000000, 0.000000, 0.000000
X Direction: 1.000000, 0.000000, 0.000000
Y Direction: 0.000000, 1.000000, 0.000000
Z Direction: 0.000000, 0.000000, 1.000000
------------------------------------------------------------
Actual Area of Selected Faces: 8456.627888
Actual Volume of Selected Body: 5019.694289
------------------------------------------------------------
Depth of Selected Faces (H): 30.957266
------------------------------------------------------------
Project Area to XOY Plane (A): 1217.505800
Length in X Direction: 67.970000
Length in Y Direction: 32.570000
------------------------------------------------------------
Angle of Maximum Area Location (to X axis of CSYS): -38.000000
Maximum Side Project Area: 1168.002200
Actual Project Depth (Maximum Side Area): 30.960000
Actual Project Width (Maximum Side Area): 71.150000
Angle of Minimum Area Location (to X axis of CSYS): -90.000000
Minimum Side Project Area: 633.552800
Actual Project Depth (Minimum Side Area): 30.960000
Actual Project Width (Minimum Side Area): 32.570000
XX 學(xué)校 XX 學(xué)校 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 課題名稱： 大型箱的注塑模設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 所在學(xué)院 專 業(yè) 班 級(jí) 指導(dǎo)教師 起訖時(shí)間： 年 月 日 年 月 日 XX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 I 摘 要 根據(jù)塑料制品的要求，了解塑件的用途，分析塑件的工藝性、尺寸精度等 技術(shù)要求，選擇塑件制件尺寸。本模具采用一模一件，側(cè)澆口進(jìn)料，注射機(jī)采 用海天 12502A 型號(hào)，設(shè)置冷卻系統(tǒng)，CAD 和 UG 繪制二維總裝圖和零件圖， 選擇模具合理的加工方法。附上說明書，系統(tǒng)地運(yùn)用簡(jiǎn)要的文字，簡(jiǎn)明的示意 圖和和計(jì)算等分析塑件，從而作出合理的模具設(shè)計(jì)。 按國家職業(yè)定義，模具設(shè)計(jì)是：從事企業(yè)模具的數(shù)字化設(shè)計(jì)，包括型腔模 與冷沖模，在傳統(tǒng)模具設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，充分應(yīng)用數(shù)字化設(shè)計(jì)工具，提高模具設(shè) 計(jì)質(zhì)量，縮短模具設(shè)計(jì)周期的人員。 模具，是以特定的結(jié)構(gòu)形式通過一定方式使材料成型的一種工業(yè)產(chǎn)品，同 時(shí)也是能成批生產(chǎn)出具有一定形狀和尺寸要求的工業(yè)產(chǎn)品零部件的一種生產(chǎn)工 具。大到飛機(jī)、汽車，小到茶杯、釘子，幾乎所有的工業(yè)產(chǎn)品都必須依靠模具 成型。用模具生產(chǎn)制件所具備的高精度、高一致性、高生產(chǎn)率是任何其它加工 方法所不能比擬的。模具在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品開發(fā) 能力。所以模具又有“工業(yè)之母”的榮譽(yù)稱號(hào)。 模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)是：培養(yǎng)德、智、體、美等方面全面發(fā) 展，具有良好的職業(yè)素質(zhì)，面向制造行業(yè)，從事模具設(shè)計(jì)、模具加工工藝編制、 沖壓和塑料成型加工、數(shù)控機(jī)床的操作以及生產(chǎn)管理等工作的高等技術(shù)應(yīng)用性 專門人才。體現(xiàn)為制造方面達(dá)到模具制造的補(bǔ)師水平，設(shè)計(jì)方面達(dá)到助理設(shè)計(jì) 師的水平 關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì)；模具設(shè)計(jì)；CAD 繪制二維圖; UG 繪制 3D 圖；注射機(jī)的選 擇 XX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 i Take to According to the plastic products requirements, understand the use of plastic parts, plastic parts of the process analysis, dimensional accuracy and other technical requirements, selection of plastic parts size. The mold using a mold, side gate feed, injection machine uses the Haitian12502A models, cooling system, CAD and UG mapping of2D assembly drawing and parts drawing, mold reasonable processing method. Enclose brochures, the systematic use of a brief text, concise schematic diagram and calculation analysis of plastic parts, so as to make reasonable mold design. According to the national occupation definition, the mold design is: enterprises engaged in mold design, including a cavity die and die, in the traditional mold design based on digital design tools, the full application, improve the mold design quality, shorten the cycle of mold design personnel. Die, is a special structural form by a way that material forming a kind of industrial products, but also able to mass produce a certain shape and size requirements of industrial product components of a production tool. Large aircraft, automotive, small cups, nails, almost all industrial products must rely on forming die. With mold parts with high precision, high consistency, high productivity is any other processing methods can not be compared. Die largely determines the quality of the product, benefit and the ability of new product development. Therefore the mold and the industrial mother honorary title. Die design and manufacture of professional training objectives are: develop morally, intellectually, body, the United States and other aspects of comprehensive development, with good occupation quality, manufacturing industry, engaged in mold design, mold processing technology development, stamping and plastic molding processing, CNC machine tool operation and production management in the work of higher technology applied talents. Embodiments for manufacturing to mold manufacturing repair division level, design reach assistant designer level Key words: mechanical design; mold design; CAD drawing two- dimensional map; UG rendering3D map; the choice of injection machine XX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 ii 目 錄 摘 要 .I 第 1 章 緒論 .4 1.1 塑料簡(jiǎn)介 .4 1.2 注塑成型及注塑模 .4 第 2 章 塑料材料分析 .6 21 塑料材料的基本特性 .6 第 3 章 塑件的工藝分析 .7 31 塑件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .7 32 塑件尺寸及精度 .8 33 塑件表面粗糙度 .8 34 塑件的體積和質(zhì)量 .9 第 4 章 注射成型工藝方案及模具結(jié)構(gòu)的分析和確定 .10 41、注射成型工藝過程分析 5.10 42 澆口種類的確定 .10 43 型腔數(shù)目的確定 .11 44 注射機(jī)的選擇和校核 .11 4.4.1 注射量的校核 .12 4.4.2 塑件在分型面上的投影面積與鎖模力的校核 .12 443、模具與注射機(jī)安裝模具部分相關(guān)尺寸校核 .12 第 5 章 注射模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .14 51 分型面的設(shè)計(jì) .14 52 型腔的布局 .14 53 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) .15 531 澆注系統(tǒng)組成 .15 532 確定澆注系統(tǒng)的原則 .15 533 主流道的設(shè)計(jì) .15 534 分流道的設(shè)計(jì) .17 535 澆口的設(shè)計(jì) .17 536 冷料穴的設(shè)計(jì) .17 54 注射模成型零部件的設(shè)計(jì) 7.18 541 成型零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .18 542 成型零部件工作尺寸的計(jì)算 .19 55 排氣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .20 XX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 iii 56 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) .20 561 脫模機(jī)構(gòu)的選用原則 .20 562 脫模機(jī)構(gòu)類型的選擇 .20 563 推桿機(jī)構(gòu)具體設(shè)計(jì) .20 57 注射模溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng) .21 571 溫度調(diào)節(jié)對(duì)塑件質(zhì)量的影響 .21 59 模架及標(biāo)準(zhǔn)件的選用 .22 591 模架的選用 .22 5.10.側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)類型選擇 .24 5.11.斜導(dǎo)柱側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 .24 5.12.斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu) .25 第 6 章 模具材料的選用 .28 61 成型零件材料選用 .28 62 注射模用鋼種 .28 總結(jié) .29 致謝 .31 參考文獻(xiàn) .32 XX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 4 第 1 章 緒論 模具制造是國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的一項(xiàng)重要產(chǎn)業(yè)，振興和發(fā)展我國的模具工業(yè)， 日益受到人們的重視和關(guān)注。 “模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備”也已經(jīng)成為 廣大業(yè)內(nèi)人士的共識(shí)。在電子、汽車、電機(jī)、電器、儀器、儀表、家電和通信 等產(chǎn)品中，60%80%的零部件都要依靠模具成形。用模具生產(chǎn)制件所具備的高 精度、高復(fù)雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率和低消耗，是其它加工制造方法所不 能比擬的。模具又是“效益放大器” ，用模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)品的價(jià)值，往往是 模具自身價(jià)值的幾十倍、上百倍。模具工業(yè)是制造業(yè)中的一項(xiàng)基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，是技 術(shù)成果轉(zhuǎn)化的基礎(chǔ)，同時(shí)本身又是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要領(lǐng)域。 1.1 塑料簡(jiǎn)介 塑料是以樹脂為主要成分的高分子材料，它在一定的溫度和壓力下具有 流動(dòng)性?？梢员荒Ｋ艹尚蜑橐欢ǖ膸缀涡螤詈统叽纾⒃诔尚凸袒蟊３制浼?得形狀而不發(fā)生變化。塑料有很多優(yōu)異性能，廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)和日常生活， 它具有密度小，質(zhì)量輕，比強(qiáng)度高，絕緣性能好，介電損耗低，化學(xué)穩(wěn)定性高， 減摩耐磨性能好，減振隔音性能好等諸多優(yōu)點(diǎn)。另外，許多塑料還具有防水、 防潮、防透氣、防輻射及耐瞬時(shí)燒蝕等特殊性能 1。塑料以從代替部分金屬、 木材、皮革及無機(jī)材料發(fā)展成為各個(gè)部門不可缺少的一種化學(xué)材料，在國民經(jīng) 濟(jì)中，塑料制作已成為各行各業(yè)不可缺少的重要材料之一。 1.2 注塑成型及注塑模 將塑料成型為制品的生產(chǎn)方法很多，最常用的有注射，擠出，壓縮，壓 注，壓延和吹塑等。其中，注射成型是塑料成型加工中最普遍采用的方法。除 氟塑料外，幾乎的有的熱塑性塑料都可以采用此方法成型。它具有成型周期短， 能一次成型外形復(fù)雜、尺寸精度較高、易于實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化生產(chǎn)等一系列優(yōu)點(diǎn)。 因此廣泛用于塑料制件的生產(chǎn)中，其產(chǎn)口占目前塑料制件生產(chǎn)的 30%左右。但 注射成型的設(shè)備價(jià)格及模具制造費(fèi)用較高，不適合單件及批量較小的塑料件的 生產(chǎn)。 要了解注射成型和注射模，首先得了解注射機(jī)的一些基本知識(shí)，注射機(jī)是 注射成型的主要設(shè)備，依靠該設(shè)備將粒狀塑料通過高壓加熱等工序進(jìn)行注射。 注射機(jī)為熱塑性或熱固性塑料注射成型所用的主要設(shè)備，按其外形可分為立 式、臥式、直角式三種，由注射裝置、鎖模裝置、脫模裝置，模板機(jī)架系統(tǒng)等 組成。 XX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 5 注射成型是根據(jù)金屬壓鑄成型原理發(fā)展而來的，其基本原理是利用塑料 的可擠壓性和可模塑性。首先將松散的粒狀或粉狀成型物料從注射機(jī)的料斗送 入高溫的機(jī)筒內(nèi)加熱熔融塑化，使之成為粘流態(tài)熔體，然后在柱塞或螺桿的高 壓推動(dòng)下，以很大的流速通過料筒前端的噴嘴注射進(jìn)入溫度較低的閉合模具中， 經(jīng)過一段保壓冷卻定型時(shí)間后，開啟模具便可以從模腔中脫出具有一定形狀和 尺寸的塑料制品。 注射成型生產(chǎn)中使用的模具叫注射模，它是實(shí)現(xiàn)注射成型生產(chǎn)的工藝裝備。 注射模的種類很多，其結(jié)構(gòu)與塑料品種、塑件的復(fù)雜程度和注射機(jī)的種類 等很多因素有關(guān)，其基本結(jié)構(gòu)都是由動(dòng)模和定模兩大部分組成的。定模部分安 裝在注射機(jī)的固定板上，動(dòng)模部分安裝在注射機(jī)的移動(dòng)模板上，在注射成型過 程中它隨注射機(jī)上的合模系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)。注射成型時(shí)動(dòng)模部分與定模部分由導(dǎo)柱導(dǎo) 向而閉合。一般注射模由成型零部件、合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、澆注系統(tǒng)、側(cè)向分型與 抽芯機(jī)構(gòu)、推出機(jī)構(gòu)、加熱和冷卻系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)及支承零部件組成 2 。 注射模、塑料原材料和注射機(jī)通過注射成型工藝聯(lián)系在一起。注射成型 工藝的核心問題就是采用一切措施以得到塑化良好的塑料熔體，并把它注射到 型腔中去，在控制條件下冷卻定型，使塑件達(dá)到所要求的質(zhì)量。注射機(jī)和模具 結(jié)構(gòu)確定以后，注射成型工藝條件的選擇與控制便是決定成型質(zhì)量的主要因素。 注射成型有三大工藝條件，即：溫度、壓力、時(shí)間。在成型過程中，尤 其是精密制品的成型，要確立一組最佳的成型條件決非易事，因?yàn)橛绊懗尚蜅l 件的因素太多，有制品形狀、模具結(jié)構(gòu)、注射裝備、原材料、電壓波動(dòng)及環(huán)境 溫度等。 塑料模具的設(shè)計(jì)不但要采用 CAD 技術(shù)，而且還要采用計(jì)算機(jī)輔助工程 （CAE）技術(shù)。這是發(fā)展的必然趨勢(shì)。注塑成型分兩個(gè)階段，即開發(fā)/設(shè)計(jì)階段 （包括產(chǎn)品設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)和模具制造）和生產(chǎn)階段（包括購買材料、試模和 成型） 。 傳統(tǒng)的注塑方法是在正式生產(chǎn)前，由于設(shè)計(jì)人員憑經(jīng)驗(yàn)與直覺設(shè)計(jì)模具， 模具裝配完畢后，通常需要幾次試模，發(fā)現(xiàn)問題后，不僅需要重新設(shè)置工藝參 數(shù)，甚至還需要修改塑料制品和模具設(shè)計(jì)，這勢(shì)必增加生產(chǎn)成本，延長(zhǎng)產(chǎn)品開 發(fā)周期。 目前國際市場(chǎng)上主要流行的，運(yùn)用范圍最廣的注射模流動(dòng)模擬分析軟件有 澳大利亞的 MOLDFLOW、美國的 CFLOW、華中科技大學(xué)的 H-FLOW 等。其中 MOLDFLOW 軟件包括三個(gè)部分：MOLDFLOW PLASTICS ADVISERS （產(chǎn)品優(yōu)化顧問， 簡(jiǎn)稱 MPA） ，MOLDFLOW PLASTICS INSIGHT （注射成型模擬分析，簡(jiǎn)稱 MPI） ， MOLDFLOW PLASTICS XPERT （注射成型過程控制專家，簡(jiǎn)稱 MPX） 。 采用 CAE 技術(shù)，可以完全代替試模，CAE 技術(shù)提供了從制品設(shè)計(jì)到生產(chǎn)的 完整解決方案，在模具制造加工之前，在計(jì)算機(jī)上對(duì)整個(gè)注射成型過程進(jìn)行模 擬分析，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)熔體的填充、保壓、冷卻情況，以及制品中的應(yīng)力分布、分 子和纖維取向分布、制品的收縮和翹曲變形等情況，以便設(shè)計(jì)者能盡早發(fā)現(xiàn)問 題，及時(shí)修改制件和模具設(shè)計(jì)，而不是等到試模以后再返修模具。這不僅是對(duì) XX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 6 傳統(tǒng)模具設(shè)計(jì)方法的一次突破，而且對(duì)減少甚至避免模具返修報(bào)廢、提高制品 質(zhì)量和降低成本等，都有著重大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)意義 3。 第 2 章 塑料材料分析 21 塑料材料的基本特性 PP 聚丙烯化學(xué)和物理特性 PP 是一種半結(jié)晶性材料。它比 PE 要更堅(jiān)硬并且 有更高的熔點(diǎn)。 由于均聚物型的 PP 溫度高于 0C 以上時(shí)非常脆，因此許多商 業(yè)的 PP 材料是加入 14%乙烯的無規(guī)則共聚物或更高比率乙烯含量的鉗段式 共聚物。共聚物型的 PP 材料有較低的熱扭曲溫度（100C ） 、低透明度、低光澤 度、低剛性，但是有有更強(qiáng)的抗沖擊強(qiáng)度。PP 的強(qiáng)度隨著乙烯含量的增加而增 大。 PP 的維卡軟化溫度為 150C。由于結(jié)晶度較高，這種材料的表面剛度和抗 劃痕特性很好。 PP 不存在環(huán)境應(yīng)力開裂問題。通常，采用加入玻璃纖維、金屬添加劑或熱 塑橡膠的方法對(duì) PP 進(jìn)行改性。 PP 的流動(dòng)率 MFR 范圍在 140。低 MFR 的 PP 材料抗沖擊特性較好但延展強(qiáng)度較低。對(duì)于相同 MFR 的材料，共聚物型的強(qiáng)度 比均聚物型的要高。 由于結(jié)晶，PP 的收縮率相當(dāng)高，一般為 1.82.5%。并且 收縮率的方向均勻性比 PE-HD 等材料要好得多。加入 30%的玻璃添加劑可以 使收縮率降到 0.7%。 均聚物型和共聚物型的 PP 材料都具有優(yōu)良的抗吸濕性、 抗酸堿腐蝕性、抗溶解性。然而，它對(duì)芳香烴（如苯）溶劑、氯化烴（四氯化 碳）溶劑等沒有抵抗力。 注塑模工藝條件 干燥處理：如果儲(chǔ)存適當(dāng)則不需要干燥處理。 熔化溫度：220275C，注意不要超過 275C。 模具溫度：4080C，建議使 用 50C。結(jié)晶程度主要由模具溫度決定。 注射壓力：可大到 1800bar。 注射速度：通常，使用高速注塑可以使內(nèi)部壓力減小到最小。如果制品表面 出現(xiàn)了缺陷，那么應(yīng)使用較高溫度下的低速注塑。 流道和澆口:對(duì)于冷流道， 典型的流道直徑范圍是 47mm。建議使用通體為圓形的注入口和流道。所有 類型的澆口都可以使用。典型的澆口直徑范圍是 11.5mm，但也可以使用小 到 0.7mm 的澆口。對(duì)于邊緣澆口，最小的澆口深度應(yīng)為壁厚的一半；最小的 澆口寬度應(yīng)至少為壁厚的兩倍。PP 材料完全可以使用熱流道系統(tǒng)。 典型用途 汽車工業(yè)（主要使用含金屬添加劑的 PP：擋泥板、通風(fēng)管、風(fēng)扇等） ，器械 XX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 7 （洗碗機(jī)門襯墊、干燥機(jī)通風(fēng)管、洗衣機(jī)框架及機(jī)蓋、冰箱門襯墊等） ，日用 消費(fèi)品（草坪和園藝設(shè)備如剪草機(jī)和噴水器等） 。 板 、 扶 手 、 熱 空 氣 調(diào) 節(jié) 導(dǎo) 管 等 ， 第 3 章 塑件的工藝分析 在模具設(shè)計(jì)之前需要對(duì)塑件的工藝性如形狀結(jié)構(gòu)、尺寸大小、精度等級(jí)和 表面質(zhì)量要進(jìn)行仔細(xì)研究和分析，只有這樣才能恰當(dāng)確定塑件制品所需的模具 結(jié)構(gòu)和模具精度。 塑料凳如圖所示，具體結(jié)構(gòu)和尺寸詳見圖紙，該塑件結(jié)構(gòu)中等復(fù)雜程度， 生產(chǎn)量大，要求較低的模具成本，成型容易，精度要求不高。 圖（1）3D 視圖 31 塑件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （1） 、脫模斜度 由于注射制品在冷卻過程中產(chǎn)生收縮，因此它在脫模前會(huì)緊緊的包住模 具型芯或型腔中突出的部分。為了便于脫模，防止因脫模力過大拉傷制品表面， 與脫模方向平行的制品內(nèi)外表面應(yīng)具有一定的脫模斜度。脫模斜度的大小與制 品形狀、壁厚及收縮率有關(guān)。斜度過小，不僅會(huì)使制品尺寸困難，而且易使制 品表面損傷或破裂，斜度過大時(shí)，雖然脫模方便，但會(huì)影響制品尺寸精度，并 浪費(fèi)原材料。通常塑件的脫模斜度約取 0.51.5 ，根據(jù)文獻(xiàn)1，塑件材料 PP 的型腔脫模斜度為 0.35 1 30/ ，型芯脫模斜度為 30/1/ XX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 8 （2） 、塑件的壁厚 塑件的壁厚是最重要的結(jié)構(gòu)要素，是設(shè)計(jì)塑件時(shí)必須考慮的問題之一。 塑件的壁厚對(duì)于注射成型生產(chǎn)具有極為重要的影響，它與注射充模時(shí)的熔體流 動(dòng)、固化定型時(shí)的冷卻速度和時(shí)間、塑件的成型質(zhì)量、塑件的原材料以及生產(chǎn) 效率和生產(chǎn)成本密切相關(guān)。一般在滿足使用要求的前提下，塑件的壁厚應(yīng)盡量 小。因?yàn)楸诤裉蟛粌H會(huì)使原材料消耗增大，生產(chǎn)成本提高，更重要的是會(huì)延 緩塑件在模內(nèi)的冷卻速度，使成型周期延長(zhǎng)，另外還容易產(chǎn)生氣泡、縮孔、凹 陷等缺陷。但如果壁厚太小則剛度差，在脫模、裝配、使用中會(huì)發(fā)生變形，影 響到塑件的使用和裝配的準(zhǔn)確性。選擇壁厚時(shí)應(yīng)力求塑件各處壁厚盡量均勻， 以避免塑件出現(xiàn)不均勻收縮等成型缺陷。塑件壁厚一般在 15 ，最常用的m 數(shù)值為 23 。該塑料凳壁厚均勻，因塑料凳要在工作時(shí)受到極大的壓力.m 所以些產(chǎn)品取周邊和底部壁厚均為 3 左右。m （3） 、塑件的圓角 為防止塑件轉(zhuǎn)角處的應(yīng)力集中，改善其成型加工過程中的充模特性，增加 相應(yīng)位置模具和塑件的力學(xué)角度，需要在塑件的轉(zhuǎn)角處和內(nèi)部聯(lián)接處采用圓角 過度。在無特殊要求時(shí)，塑件的各連接角處均有半徑不小于 0.51 的圓角。m 一般外圓弧半徑大于壁厚的 0.5 倍，內(nèi)圓角半徑應(yīng)是壁厚的 0.5 倍。 該塑料件表面圓角半徑和內(nèi)部轉(zhuǎn)彎處圓角為 1 。m （4） 、孔 塑料制品上通常帶有各種通孔和盲孔，原則上講，這些孔均能用一定的 型芯成型。但當(dāng)孔太復(fù)雜時(shí)，會(huì)使熔體流動(dòng)困難，模具加工難度增大，生產(chǎn)成 本提高，困此在塑件上設(shè)計(jì)孔時(shí)，應(yīng)盡量采用簡(jiǎn)單孔型。由于型芯對(duì)熔體有分 流作用，所以在孔成型時(shí)周圍易產(chǎn)生熔接痕，導(dǎo)致孔的強(qiáng)度降低，故設(shè)計(jì)孔時(shí) 孔時(shí)孔間距和孔到塑件邊緣的距離一般都尖大于孔徑，孔的周邊應(yīng)增加壁厚， 以保證塑件的強(qiáng)度和剛度。 32 塑件尺寸及精度 塑料制品外形尺寸的大小主要取決于塑料品種的流動(dòng)性和注射機(jī)規(guī)格，在 一定的設(shè)備和工藝條件下流動(dòng)性好的塑料可以成型較大尺寸的制品，反正成型 出的制品尺寸就比較小。從節(jié)約材料和能源的角度出發(fā)，只要能滿足制品的使 用要求，一般都應(yīng)將制品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的盡量緊湊，以便使制品的外形尺寸玲瓏 小巧些。該塑件的材料為 PP，流動(dòng)性較好，適用于不同尺寸的制品。 XX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 9 塑件的尺寸精度直接影響模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和模具的制造精度。為降低模具 的加工難度和模具的制造成本，在滿足塑件要求的前提下盡量把塑件的尺寸精 度設(shè)計(jì)得低一些。由于塑料與金屬的差異很大，所以不能按照金屬零件的公關(guān) 等級(jí)確定精度等級(jí)。根據(jù)我國目前的成型水平，塑件尺寸公差可以參照文獻(xiàn)2表 3-2 塑件的尺寸與公關(guān)（SJ1372-1978）的塑料制件公差數(shù)值標(biāo)準(zhǔn)來確定。根據(jù) 任務(wù)書和圖紙要求，本次產(chǎn)品尺寸均采用 MT3 級(jí)精度，未注采用 MT5 級(jí)精度。 33 塑件表面粗糙度 塑件的表面要求越高，表面粗糙度越低。這除了在成型時(shí)從工藝上盡可能 避免冷疤、云紋等疵點(diǎn)來保證外，主要是取決于模具型腔表面粗糙度。塑料制 品的表面粗糙度一般為 Ra 0.021.25 之間，模腔表壁的表面粗糙度應(yīng)為塑m 件的 1/2，即 Ra 0.01 0.63 。模具在使用過程中由于型腔磨損而使表面粗 糙度不斷增加，所以應(yīng)隨時(shí)給以拋光復(fù)原。 該塑件外部需要的表面粗糙度比內(nèi)部要高許多，為 Ra0.2 ，內(nèi)部為 0.4m 。m 34 塑件的體積和質(zhì)量 本次設(shè)計(jì)中，塑件的質(zhì)量和體積采用 3D 測(cè)量，在 UG 軟件中，使用塑模部 件驗(yàn)證功能，可以測(cè)得塑件的質(zhì)量（PP 的密度為 0.91 ） ，即可以得出該3/cg 塑件制品的體積為 3386.65 質(zhì)量為 3080 克。3cm 35 塑件的模流分析 XX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 10 在 Moldflow 模擬軟件中分析顯示塑件可完全充滿.不存在缺膠問題.本塑 件可不作修改完全滿足注塑要求.詳情請(qǐng)查看報(bào)告附件. XX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 11 第 4 章 注射成型工藝方案及模具結(jié)構(gòu)的分析和確定 41、注射成型工藝過程分析 5 根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)、材料及質(zhì)量，確定其成型工藝過程為： 第一步：為使注射過程順利和保證產(chǎn)品質(zhì)量，應(yīng)對(duì)所用的設(shè)備和塑料作好以下 準(zhǔn)備工作。 （1） 、成型前對(duì)原材料的預(yù)處理 根據(jù)注射成型對(duì)物料的要求，檢驗(yàn)物料的含水量，外觀色澤，顆粒情況 并測(cè)試其熱穩(wěn)定性，流動(dòng)性和收縮率等指標(biāo)，對(duì)原材料進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)熱干燥， PP 材料吸水率極低，成型前一般不必進(jìn)行干燥處理。如有需要，可在 70 80 下干燥 24 h。 （2） 、料筒的清洗 在初用某種塑料或某一注射機(jī)之前，或者在生產(chǎn)中需要改變產(chǎn)品、更換 原料、調(diào)換顏色或發(fā)現(xiàn)塑料中有分解現(xiàn)象時(shí)，都需要對(duì)注射機(jī)（主要是料筒） 進(jìn)行清洗或拆換。 柱塞式注射機(jī)料筒的清洗常比螺桿式注射機(jī)困難，因?yàn)橹搅贤矁?nèi)的 存料量較大而不易對(duì)其轉(zhuǎn)動(dòng)，清洗時(shí)必須拆卸清洗或者采用專用料筒。對(duì)螺桿 式通常是直接換料清洗，也可采用對(duì)空注射法清洗。 （3） 、脫模劑的選用 脫模劑是使塑料制件容易從模具中脫出而敷在模具表面上的一種助劑。 一般注射制件的脫模，主要依賴于合理的工藝條件與正確的模具設(shè)計(jì)。在和產(chǎn) 上為了順利脫模，常用的脫模劑有：硬脂酸鋅，液體石蠟（白油） ，硅油，對(duì) PP 材料，可選用硬脂酸鋅，因?yàn)榇嗣撃┏埘０匪芰贤?，一般塑料都可使用?第二步: 注射成型過程 完整的注射過程表面上共包括加料、塑化、注射入模、穩(wěn)壓冷卻和脫模幾 個(gè)步驟，但實(shí)際上是塑化成型與冷卻兩個(gè)過程。 第三步：制件的后處理 注射制件經(jīng)脫?；驒C(jī)械加工后，常需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮筇幚?，目的是為了?除存在的內(nèi)應(yīng)力，以改善和提高制件的性能及尺寸穩(wěn)定性。制件的后處理主要 有退火和調(diào)濕處理。該塑料制件材料為 PP，就采用退火處理 13 小時(shí)。 42 澆口種類的確定 注射模的澆注系統(tǒng)是指模具中從注射機(jī)噴嘴開始到型腔為止的塑料流動(dòng)通 道。其作用是將塑料熔體充滿型腔并使注射壓力傳遞到各個(gè)部分。澆注系統(tǒng)設(shè) 計(jì)的好壞對(duì)塑件性能、外觀及成型難易程度影響很大。它由主流道、分流道、 澆口及冷料穴組成。其中澆口的選擇與設(shè)計(jì)恰當(dāng)與否直接關(guān)系到制品能否完好 XX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 12 的成型。 由于本設(shè)計(jì)中空調(diào)渦輪塑件外表面質(zhì)量要求較高，所以選用側(cè)澆口。側(cè)澆 口直接在中間的圓端面處進(jìn)，空調(diào)渦輪組裝后，澆口被遮擋起來。 側(cè)澆口主流道需要設(shè)置鉤針，分流道與產(chǎn)品相連，頂出產(chǎn)品包含流道連接 在一起。 43 型腔數(shù)目的確定 因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)中采用直充環(huán)繞澆口，且塑件的尺寸較大，為提高塑件成功概 率，并從經(jīng)濟(jì)型的角度出發(fā)，節(jié)省生產(chǎn)成本和提高生產(chǎn)效率，采用一模二腔， 進(jìn)行加工生產(chǎn)。 44 注射機(jī)的選擇和校核 由于采用一模一腔，需要至少注射量為 3080g，流道水口廢料 7.89g，總 注塑量達(dá)到 3087.89g，再根據(jù)工藝參數(shù)（主要是注射壓力） ，綜合考慮各種因 素，選定注射機(jī)為海天 1250X2A。注射方式為螺桿式，其有關(guān)性能參數(shù)為： 海天 HTF1250X2 型號(hào) 參數(shù) 單位 12502A 螺桿直徑 mm 110 理論注射容量 cm3 5227 注射重量 PS g 4757 注射壓力 Mpa 205 注射行程 mm 550 螺桿轉(zhuǎn)速 r/min 090 料筒加熱功率 KW 85.25 鎖模力 KN 12500 拉桿內(nèi)間距(水平垂直) mm 12501250 允許最大模具厚度 mm 1250 允許最小模具厚度 mm 550 移模行程 mm 1250 移模開距(最大) mm 2500 液壓頂出行程 mm 320 液壓頂出力 KN 215 液壓頂出桿數(shù)量 PC 21 油泵電動(dòng)機(jī)功率 KW 55+55 油箱容積 l 2400 機(jī)器尺寸(長(zhǎng)寬高) m 13.13.14.1 機(jī)器重量 t 65 最小模具尺寸(長(zhǎng)寬) mm 870870 XX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 13 4.4.1 注射量的校核 模具設(shè)計(jì)時(shí)，必須使得在一個(gè)注射成型的塑料熔體的容量或質(zhì)量在注射機(jī) 額定注射量的 80%以內(nèi)。校核公式為： mn%8021 式中 -型腔數(shù)量 -單個(gè)塑件的體積（ ）3c -澆注系統(tǒng)所需塑料的體積（ ）2 3m 本設(shè)計(jì)中：n=1 3386.65 =8.67 132 M=3386.65 X1+8.67 X0.91g/ =3087.89g3c3 注塑機(jī)額定注塑量為 4757g 注射量符合要求 4.4.2 塑件在分型面上的投影面積與鎖模力的校核 注射成型時(shí)塑件的模具分型面上的投影面積是影響鎖模力的主要因素。如 果這一數(shù)值超過了注射機(jī)所允許的最大成型面積，則成型過程中會(huì)出現(xiàn)漲模溢 料現(xiàn)象，必須滿足以下關(guān)系。 An21 式中 n -型腔數(shù)目 -單個(gè)塑件在模具分型面上的投影面積1A -澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積2 n=1 =239294 =72.9 1m22 =239294X1+72.9=239366.92nm 注射成型時(shí)為了可靠的鎖模，應(yīng)使塑料熔體對(duì)型腔的成型壓力與塑件和澆 注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和的乘積小于注射機(jī)額定鎖模力。即： （ ）P F21An 式中： P塑料熔體對(duì)型腔的成型壓力（MPa ） F注射機(jī)額定鎖模力（N） 其它意義同上 根據(jù)教科書表 5-1，型腔內(nèi)通常為 20-40MPa，一般制品為 24-34MPa，精 密制品為 39-44MP （ ）P=239366.9X30 x1.1=790000N=7900KN12500KN21An 鎖模力符合要求 443、模具與注射機(jī)安裝模具部分相關(guān)尺寸校核 （1） 、模具厚度（閉合高度） 模具閉合高度必須滿足以下公式 maxminH 式中 -注射機(jī)允許的最大模厚 XX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 14 -注射機(jī)允許的最小模厚maxH 本設(shè)計(jì)中模具厚度為 840mm 550H1250 符合要求 （2） 、開模行程（S）的校核 模具開模后為了便于取出制件，要求有足夠的開模距離，所謂開模行程是 指模具開合過程中動(dòng)模固定板的移動(dòng)距離。 注塑機(jī)的開模行程是有限的，設(shè)計(jì)模具必須校核所選注射機(jī)的開模行程， 以便與模具的開模距離相適應(yīng)。對(duì)于臥式注射機(jī)，其開模行程與模具厚度有關(guān)， 對(duì)于多分型面注射模應(yīng)有： mHS10521max 式中 -推出距離1 -包括澆注系統(tǒng)凝料在內(nèi)的塑件高度2 =（水口料的長(zhǎng)度+2030） 本設(shè)計(jì)中 =1250 = 105mm =405+30=435 mmmaxS12H 總的開模距離需要 H=540mm 以上 經(jīng)計(jì)算，符合要要求。 （3） 、頂出裝置的校核 在設(shè)計(jì)模具推出機(jī)構(gòu)時(shí)，需校核注射機(jī)頂出的頂出形式，要注意在兩側(cè) 頂出時(shí)模具推板的面積應(yīng)能覆蓋注射機(jī)的雙頂桿，注射機(jī)的最大頂出距離要保 證能將塑件從模具中脫出。 海天 160A 型注射機(jī)為兩側(cè)推出機(jī)構(gòu)。經(jīng)檢查能滿足將模具脫出的要求。 XX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 15 第 5 章 注射模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 51 分型面的設(shè)計(jì) 將模具適當(dāng)?shù)胤殖蓛蓚€(gè)或幾個(gè)可以分離的主要部分，它們的接觸表面分開 時(shí)能夠取出塑件及澆注系統(tǒng)凝料，當(dāng)成型時(shí)又必須接觸封閉，這樣的接觸表面 稱為分型面，它是決定模具結(jié)構(gòu)的重要因素，每個(gè)塑件的分型面可能只有一種 選擇，也可能有幾種選擇。合理地選擇分型面是使塑件能完好的成型的先決條 件。 選擇分型面時(shí)，應(yīng)從以下幾個(gè)方面考慮： 1）分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處； 2）使塑件在開模后留在動(dòng)模上； 3）分型面的痕跡不影響塑件的外觀； 4）澆注系統(tǒng)，特別是澆口能合理的安排； 5）使推桿痕跡不露在塑件外觀表面上； 6）使塑件易于脫模。 綜合考慮各種因素，并根據(jù)本模具制件的外觀特點(diǎn)，受用平面分型面，并 選擇在塑件的最大平面處，開模后塑件留在動(dòng)模一側(cè)， 分型面的選擇 52 型腔的布局 型腔的布局與澆注系統(tǒng)的布置密切相關(guān),型腔的排布應(yīng)使每個(gè)型腔都通過 澆注系統(tǒng)從總壓力中均等的分得所需的壓力,以保證塑料熔體均勻地充滿每個(gè) 型腔,使各型腔的塑件內(nèi)在質(zhì)量均一穩(wěn)定。這就要求型腔與主流道之間的距離 XX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 16 盡可能短，同時(shí)采用平衡流道。型腔布局由圖所示。由于本設(shè)計(jì)中塑件是上下 兩部分配合裝配使用，需要相同的注射工藝參數(shù)，以達(dá)到高的成功率，模具采 用側(cè)澆口，并采用對(duì)稱式布局，以求達(dá)到良好的澆注質(zhì)量。 圖（4）型腔布局方式 53 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng)是指注射模中從主流道始端到型腔之間的熔體進(jìn)料通道，澆注系 統(tǒng)可分為普通流道澆注系統(tǒng)和無流道凝料澆注系統(tǒng)兩類，本設(shè)計(jì)中采用普通點(diǎn) 澆口澆注系統(tǒng)。正確設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)對(duì)獲得優(yōu)質(zhì)的塑料制品極為重要。 531 澆注系統(tǒng)組成 普通流道澆注系統(tǒng)的組成一般包括以下幾個(gè)部分。 1主澆道 2第一分澆道 3第二分澆道 4第三分澆道 5澆口 6型腔 7冷料穴 532 確定澆注系統(tǒng)的原則 在設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)應(yīng)考慮下列有關(guān)因素： a)、塑料成型特性：設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)應(yīng)適應(yīng)所用塑料的成型特性的要求，以保證 塑件質(zhì)量。 b)、模具成型塑件的型腔數(shù)：設(shè)置澆注系統(tǒng)還應(yīng)考慮到模具是一模一或一模多 腔，澆注系統(tǒng)需按型腔布局設(shè)計(jì)。 c)、塑件大小及形狀：根據(jù)塑件大小，形狀壁厚，技術(shù)要求等因素，結(jié)合選擇 分型面同時(shí)考慮設(shè)置澆注系統(tǒng)的形式、進(jìn)料口數(shù)量及位置，保證正常成型，還 應(yīng)注意防止流料直接沖擊嵌件及細(xì)弱型芯受力不均以及應(yīng)充分估計(jì)可能產(chǎn)生的 質(zhì)量弊病和部位等問題，從而采取相應(yīng)的措施或留有修整的余地。 d)、塑件外觀：設(shè)置澆注系統(tǒng)時(shí)應(yīng)考慮到去除、修整進(jìn)料口方便，同時(shí)不影響 塑件的外表美觀。 e)、冷料：在注射間隔時(shí)間，噴嘴端部的冷料必須去除，防止注入型腔影響塑 件質(zhì)量，故設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)應(yīng)考慮儲(chǔ)存冷料的措施 6。 XX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 17 533 主流道的設(shè)計(jì) 流道是澆注系統(tǒng)中從注射機(jī)噴嘴與模具相接觸的部分開始，到分流道為止 的塑料熔體的流動(dòng)通道。 （1） 、主流道的尺寸 設(shè)計(jì)中選用的注射機(jī)為海天 160A，其噴嘴直徑為 3.5 ，噴嘴球面半m 徑為 20 ，根據(jù)圖（6） ，主流道各具體尺寸如下：m 2mR2018 H4L52tanLdD1 澆注系統(tǒng)與定位環(huán)、澆口套 （2） 、主流道襯套的形式 選用如圖所示類型的襯套，這種類型可防止襯套在塑料熔體反作用下退出 定模。將主流道襯套和定位球設(shè)計(jì)成兩個(gè)零件，然后配合固定在模板上，襯套 與定模板的配合采用 。67/mH 圖（7）主流道襯套及其固定形式 XX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 18 （3） 、主流道襯套的固定 主流道襯套的固定，采用 2 個(gè) M6X20 的螺絲直接鎖附固定。 534 分流道的設(shè)計(jì) 分流道是指主流道末端與澆口之間這一段塑料熔體的流動(dòng)通道，分流道應(yīng) 能滿足良好的壓力傳遞和保持理想的填充狀態(tài)。本設(shè)計(jì)中由于只出一個(gè)塑件. 結(jié)構(gòu)原因.尺寸比較大,且采用直充澆口。如圖所示。 主流道和直充澆口的位置 535 澆口的設(shè)計(jì) 澆口又叫進(jìn)料口，是連接分流道與型腔的通道。它有兩個(gè)功能：一是對(duì)塑 料熔體流入型腔起著控制作用；另一個(gè)是當(dāng)注射壓力撤銷后封鎖型腔，使型腔 中尚未固化的塑料不會(huì)倒流。常向的澆口形式有直接澆口，側(cè)澆口，點(diǎn)式澆口， 扇形澆口，圓盤式澆口，環(huán)形澆口等。 澆口的位置選擇原則： 澆口的位置與塑件的質(zhì)量有直接影響。在確定澆口位置時(shí)，應(yīng)考慮以下幾 點(diǎn)： 1. 熔體在型腔內(nèi)流動(dòng)時(shí)，其動(dòng)能損失最小。要做到這一點(diǎn)必須使 1)流程(包括分支流程)為最短； 2)每一股分流都能大致同時(shí)到達(dá)其最遠(yuǎn)端； 3)應(yīng)先從壁厚較厚的部位進(jìn)料； 4)考慮各股分流的轉(zhuǎn)向越小越好。 2. 有效地排出型腔內(nèi)的氣體。 根據(jù)澆口選用原則和為保證塑件表面質(zhì)量及美觀效果，采用側(cè)澆口。 澆口一般尺寸如 CAD 圖所示，根據(jù)此圖結(jié)合實(shí)際選用適當(dāng)值。 536 冷料穴的設(shè)計(jì) 主流道的末端需要設(shè)置冷料穴以往上制品中出現(xiàn)固化的冷料。因?yàn)樽钕攘?XX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 19 入的塑料因接觸溫度低的模具而使料溫下降，如果讓這部分溫度下降的塑料流 入型腔會(huì)影響制品的質(zhì)量，為防止這一問題必須在沒塑料流動(dòng)方向在主流道末 端設(shè)置冷料穴以便將這部分冷料存留起來。 冷料穴一般開設(shè)在主流道對(duì)面的動(dòng)模板上，其標(biāo)稱直徑與主流道直徑相同 或略大一些，這里為直充膠口.所以不設(shè)冷料井，最終要保證冷料體積小于冷 料穴體積。冷料穴的 z 形式有多種，這里采用倒錐形的冷料穴拉出主流道凝料 的形式。它與推桿配用，開模時(shí)倒錐形的冷料穴通過內(nèi)部的冷料先將主流道凝 料拉出定模，最后在推桿的作用下將冷料和和主流道凝料隨制品一起被頂出動(dòng) 模。如上圖（8）所示。 54 注射模成型零部件的設(shè)計(jì) 7 模具閉合時(shí)用來填充塑料成型制品的空間稱為型腔。構(gòu)成模具型腔的零部 件稱成型零部件。一般包括凹模、凸模、型環(huán)和鑲塊等。成型零部件直接與塑 料接觸，成型塑件的某些部分，承受著塑料熔體壓力，決定著塑件形狀與精度， 因此成型零部件的設(shè)計(jì)是注射模具的重要部分。 成型零部件在注射成型過程中需要經(jīng)常承受溫度壓力及塑料熔體對(duì)它們的 沖擊和摩擦作用，長(zhǎng)期工作后晚發(fā)生磨損、變形和破裂，因此必須合理設(shè)計(jì)其 結(jié)構(gòu)形式，準(zhǔn)確計(jì)算其尺寸和公差并保證它們具有足夠的強(qiáng)度、剛度和良好的 表面質(zhì)量。 541 成型零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 成型零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要應(yīng)在保證塑件質(zhì)量要求的前提下，從便于加工、 裝配、使用、維修等角度加以考慮。 1） 、凹模的設(shè)計(jì) 凹模也稱為型腔，是用來成型制品外形輪廓的模具零件，其結(jié)構(gòu)與制品的 形狀、尺寸、使用要求、生產(chǎn)批量及模具的加工方法等有關(guān)，常用的結(jié)構(gòu)形式 有整體式、嵌入式、 鑲拼組合式和瓣合式四種類型。 本設(shè)計(jì)中采用整體式凹模，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，牢固可靠，不容易變形， 成型出來的制品表面不會(huì)有鑲拼接縫的溢料痕跡，還有助于減少注射模中成型 零部件的數(shù)量，并縮小整個(gè)模具的外形結(jié)構(gòu)尺寸。不過模具加工起來比較困難， 要用到數(shù)控加工或電火花加工。 XX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 20 型腔 3D 圖 2） 、凸模的設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)中零件結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，深度不大，但經(jīng)過對(duì)塑件實(shí)體的仔細(xì)觀察研 究發(fā)現(xiàn)，塑件采用的是整體式型芯。這樣的型芯加工方便，便于模具的維護(hù)， 型芯與動(dòng)模板的配合可采用 。6/7PH 型芯 3D 圖 XX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 21 542 成型零部件工作尺寸的計(jì)算 成型零部件工作尺寸是指成型零部件上直接決定塑件形狀的有關(guān)尺寸，主 要有型腔和型芯的徑向尺寸，型腔的深度尺寸和型芯的高度尺寸，型芯和型芯 之間的位置尺寸，以及中心距尺寸等。 在模具設(shè)計(jì)時(shí)要根據(jù)塑件的尺寸及精度等級(jí)確定成型零部件的工作尺寸及 精度等級(jí)。影響塑件尺寸精度的主要因素有塑件的收縮率，模具成型零部件的 制造誤差，模具成型零部件的磨損及模具安裝配合方面的誤差。這些影響因素 也是作為確定成型零部件工作尺寸的依據(jù)。 由于按平均收縮率、平均制造公差和平均磨損量計(jì)算型芯型腔的尺寸有一 定的誤差（因?yàn)槟＞咧圃旃詈湍＞叱尚土悴考谑褂弥械淖畲竽p量大多憑 經(jīng)驗(yàn)決定） ，這里就只考慮塑料的收縮率計(jì)算模具盛開零部件的工作尺寸。 塑件經(jīng)成型后所獲得的制品從熱模具中取出后，因冷卻及其它原因會(huì)引起 尺寸減小或體積縮小，收縮性是每種塑料都具有的固有特性之一，選定 PP 材 料的平均收縮率為 0.1.5-2.5%，此設(shè)計(jì)中因產(chǎn)品較大.膠位較厚.所以取大值收 縮率 0.25%.剛計(jì)算模具成型零部件工作尺寸的公式為： BA05 式中 A 模具成型零部件在常溫下的尺寸 B 塑件在常溫下實(shí)際尺寸 成型零部件工作尺寸的公差值可取塑件公差的 1/31/4，或取 IT78 級(jí) 作為模具制造公差。在此取 IT8 級(jí)，型芯工作尺寸公差取 IT7 級(jí)。模具型腔的 小尺寸為基本尺寸，偏差為正值；模具型芯的最大尺寸為基本尺寸，偏差為負(fù) 值，中心距偏差為雙向?qū)ΨQ分布。各成型零部件工作尺寸的具體數(shù)值見圖紙。 55 排氣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 排氣是注射模設(shè)計(jì)中不可忽視的一個(gè)問題。在注射成型中，若模具排氣不 良，型腔內(nèi)的氣體受壓縮將產(chǎn)生很大的背壓，阻止塑料熔體正?？焖俪淠?，同 時(shí)氣體壓縮所產(chǎn)生的熱使塑料燒焦，在充模速度大、溫度高、物料黏度低、注 射壓力大和塑件過厚的情況下，氣體在一定的壓縮程度下會(huì)滲入塑料制件內(nèi)部， 造成氣孔、組織疏松等缺陷。特別是快速注射成型工藝的發(fā)展，對(duì)注射模的排 氣系統(tǒng)要求就更為嚴(yán)格。 在塑料熔體充模過程中，模腔內(nèi)除了原有的空氣外，還有塑料含有的水分 在注射溫度下蒸發(fā)而成的水蒸氣、塑料局部過熱分解產(chǎn)生的低分子揮發(fā)性氣體， 塑料中某些添加劑揮發(fā)或化學(xué)反應(yīng)所生成的氣體。常用的排氣方式有利用配合 間隙排氣，在分型面上開設(shè)排氣槽排氣，利用推桿運(yùn)動(dòng)間隙排氣等。 由于本次設(shè)計(jì)中模具尺寸不大，本設(shè)計(jì)中采用間隙排氣的方式，而不另設(shè) 排氣槽，利用間隙排氣，以不產(chǎn)生溢料為宜，其值與塑料熔體的粘度有關(guān)。 56 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 塑件從模具上取下以前還有一個(gè)從模具的成型零部件上脫出的過程，使塑 件從成型零部件上脫出的機(jī)構(gòu)稱為脫模機(jī)構(gòu)。主要由推出零件，推出零件固定 板和推板，推出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向和復(fù)位部件等組成。 561 脫模機(jī)構(gòu)的選用原則 （1） 使塑件脫模時(shí)不發(fā)生變形（略有彈性變形在一般情況下是允許的， XX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 22 但不能形成永久變形） ； （2） 推力分布依脫模阻力的的大小要合理安排； （3） 推桿的受力不可太大，以免造成塑件的被推局部產(chǎn)生隙裂； （4） 推桿的強(qiáng)度及剛性應(yīng)足夠，在推出動(dòng)作時(shí)不產(chǎn)生彈性變形； （5） 推桿位置痕跡須不影響塑件外觀； 562 脫模機(jī)構(gòu)類型的選擇 推出機(jī)構(gòu)按其推出動(dòng)作的動(dòng)力來源分為手動(dòng)推出機(jī)構(gòu)，機(jī)動(dòng)推出機(jī)構(gòu)，液 壓和氣動(dòng)推出機(jī)構(gòu)。根據(jù)推出零件的類別還可分為推桿推出機(jī)構(gòu)、套管推出機(jī) 構(gòu)、推板推出機(jī)構(gòu)、推塊推出機(jī)構(gòu)、利用成型零部件推出和多元件綜合推出機(jī) 構(gòu)等。 本設(shè)計(jì)中采用推板加推桿推出機(jī)構(gòu)使塑料制件順利脫模。 563 推桿機(jī)構(gòu)具體設(shè)計(jì) （1） 、推桿布置 該塑件采用了 14mm 的直推桿，其分布情況如圖（10）所示，這些推桿均勻 的分布在產(chǎn)品邊緣和頂面處，使制品所受的推出力均衡。 圖（10）推桿布置 （2） 、推桿的設(shè)計(jì) 7 本設(shè)計(jì)中采用臺(tái)肩形式的圓形截面推桿，設(shè)計(jì)時(shí)推桿的直徑根據(jù)不同的設(shè) 置部位選用不同的直徑， 。見圖（0） 。推桿端平面不應(yīng)有軸向竄動(dòng)。推桿與 推桿孔配合一般為 ，其配合間隙不大于所用溢料間隙，以免9/8/fHf或 產(chǎn)生飛邊，PP 塑料的溢料間隙為 。 m04.2. 57 注射模溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng) 在注射模中，模具的溫度直接影響到塑件的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。由于各種塑 料的性能和成型工藝要求不同，對(duì)模具溫度的要求也不相同。一般注射到模具 內(nèi)的塑料粉體的溫度為 左右，熔體固化成為塑件后，從 左右的模具C20 C60 XX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 23 中脫模、溫度的降低是依靠在模具內(nèi)通入冷卻水，將熱量帶走。對(duì)于要求較低 模溫（一般小于 ）的塑料，如本設(shè)計(jì)中的聚丙烯 PP，僅需要設(shè)置冷系統(tǒng)C80 即可，因?yàn)榭梢酝ㄟ^調(diào)節(jié)水的流量就可以調(diào)節(jié)模具的溫度。 模具的冷卻主要采用循環(huán)水冷卻方式，模具的加熱有通入熱水、蒸汽，熱 油和電阻絲加熱等。 571 溫度調(diào)節(jié)對(duì)塑件質(zhì)量的影響 注射模的溫度對(duì)于塑料熔體的充模流動(dòng)、固化成型、生產(chǎn)效率以及制品的 形狀和尺寸精度都有影響，對(duì)于任一個(gè)塑料制品，模具溫度波動(dòng)過大都是不利 的。過高的模溫會(huì)使塑件在脫模后發(fā)生變形，若延長(zhǎng)冷卻時(shí)間又會(huì)使生產(chǎn)率下 降。過低的模溫會(huì)降低塑料的流動(dòng)性，使其難于充模，增加制品的內(nèi)應(yīng)力和明 顯的熔接痕等缺陷。 模具冷卻水路圖 582 冷卻系統(tǒng)之設(shè)計(jì)規(guī)則 設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)的目的在于維持模具適當(dāng)而有效率的冷卻。冷卻孔道應(yīng)使用 標(biāo)準(zhǔn)尺寸，以方便加工與組裝。設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)時(shí)，模具設(shè)計(jì)者必須根據(jù)塑件的 壁厚與體積決定下列設(shè)計(jì)參數(shù)： 冷卻孔道的位置與尺寸、孔道的長(zhǎng)度、孔道 的種類、孔道的配置與連接、以及冷卻劑的流動(dòng)速率與熱傳性質(zhì)。 (1) 冷卻管路的位置與尺寸 塑件壁厚應(yīng)該盡可能維持均勻。冷卻孔道最好設(shè)置是在凸模塊與凹模塊內(nèi)， 設(shè)在模塊以外的冷卻孔道比較不易精確地冷卻模具。 通常，鋼模的冷卻孔道與模具表面、模穴或模心的距離應(yīng)維持為冷卻孔道 直徑的 12 倍，冷卻孔道之間的間距應(yīng)維持 35 倍直徑。冷卻孔道直徑通常為 612 mm（7/169/16 英吋） ，在此取 8mm。 59 模架及標(biāo)準(zhǔn)件的選用 591 模架的選用 1、確定模具的基本類型 XX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 24 注射模具的分類方式很多，此處是介紹的按注射模具的整體結(jié)構(gòu)分類所分 的典型結(jié)構(gòu)如下： 單分型面注射模、雙分型面注射模、帶有活動(dòng)成型零件的 模、側(cè)向分型抽芯注射模、定模帶有推出機(jī)構(gòu)的注射模、自動(dòng)卸螺紋的注射模、 熱流道注射模。 2、模架的選擇 根據(jù)對(duì)塑件的綜合分析，確定該模具是單分型面的模具，由GB/T12556.1- 12556.2-1990塑料注射模中小型模架可選擇CI型的模架，其基本結(jié)構(gòu)如下： DI型模具定模采用兩塊模板，動(dòng)模采用一塊模板，又叫兩板模，大水口模 架，適合側(cè)澆口，潛伏式澆口，采用斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯的注射成形模具。 由分型面分型面的選擇而選擇模具的導(dǎo)柱導(dǎo)套的安裝方式，經(jīng)過考慮分析， 導(dǎo)柱導(dǎo)套選擇選正裝。 根據(jù)所選擇的模架的基本型可以選出對(duì)應(yīng)的模板的厚度以及模具的外輪廓尺寸， 經(jīng)過計(jì)算可以知道該模具是一模二腔的模具，而型腔之間的距離在20-30mm之 間 把型腔排列成一模一腔可側(cè)得長(zhǎng)為290mm，寬為180mm， 模架的長(zhǎng)L=290+復(fù)位桿的直徑+螺釘?shù)闹睆?型腔壁厚 400mm 模架的寬W=180+復(fù)位桿的直徑+型腔壁厚 350mm 根據(jù)內(nèi)模仁的尺寸，在計(jì)算完模架的長(zhǎng)寬以后，還需要考慮其他螺絲導(dǎo)柱等零 件對(duì)模架尺寸的影響，在設(shè)計(jì)中避免干涉。 在此設(shè)計(jì)中，由于有斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)，還需要考慮側(cè)抽芯對(duì)模具設(shè)計(jì)中模架 外形尺寸的影響。 所以就取B L=350X400的模架，塑件的厚度為71.6mm，塑件的全部膠位都留在 定模部分，該模具型腔結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，型芯、型腔的固定是固定總高度的加30- 50mm，B板的厚度取90mm，滿足強(qiáng)度要求，A板為130mm，C板為100mm（C的選擇 應(yīng)考慮推出機(jī)構(gòu)的推出距離是否滿足推出的高度） 在本設(shè)計(jì)中，因?yàn)椴捎谬堄浀腄CI3540標(biāo)準(zhǔn)模架，其標(biāo)準(zhǔn)模腳的高度為100mm， XX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 25 完全滿足頂出要求。 綜上所述所選擇的模架的型號(hào)為：LKM CI-3540-A130-B90-C100 5.10.側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)類型選擇 一 般 指 的 模 具 的 行 位 機(jī) 構(gòu) ， 即 凡 是 能 夠 獲 得 側(cè) 向 抽 芯 或 側(cè) 向 分 型 以 及 復(fù) 位 動(dòng) 作 來 拖 出 產(chǎn) 品 倒 扣 ， 低 陷 等 位 置 的 機(jī) 構(gòu) 。 下 圖 列 出 模 具 的 常 用 行 位 結(jié) 構(gòu) 。 1.從 作 用 位 置 分 為 下 模 行 位 、 上 模 行 位 、 斜 行 位 （ 斜 頂 ） 2.從 動(dòng) 力 來 分 ， 為 機(jī) 動(dòng) 側(cè) 向 行 位 機(jī) 構(gòu) 和 液 壓 （ 氣 壓 ） 側(cè) 向 行 位 機(jī) 構(gòu) 5.11.斜導(dǎo)柱側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 是 利 用 成 型 的 開 模 動(dòng) 作 用 ， 使 斜 撐 梢 與 滑 塊 產(chǎn) 生 相 對(duì) 運(yùn) 動(dòng) 趨 勢(shì) ， 使 滑 塊 沿 開 模 方 向 及 水 平 方 向 的 兩 種 運(yùn) 動(dòng) 形 式 ， 使 之 脫 離 倒 勾 。 如 圖 所 示 ： 1、側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的類型 （1）手動(dòng)抽芯 XX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 26 （2）液壓或氣動(dòng)抽芯 （3）機(jī)動(dòng)抽芯 2、抽心距：S=H+(3-5) 其中,S 為抽芯機(jī)構(gòu)需要行走的總距離， H 為通過測(cè)量出來的產(chǎn)品抽芯距離（可以通過 3D 或 2D 進(jìn)行實(shí)際測(cè)量） 3-5MM 為產(chǎn)品抽芯后的安全距離 本設(shè)計(jì)中，抽芯距離較大，需抽芯 25-30mm。 3、抽芯力： 將塑料制品從包緊的側(cè)型芯上脫出時(shí)所需克服的阻力稱為抽芯力。 抽芯力 F=PA(f *cos+sin) p-塑料制品收縮對(duì)型芯單位面積的正壓力，通常取 812Mpa; A-塑料制品包緊型芯的側(cè)面積， f-磨擦系數(shù)，取 0.10.2 -脫模斜度，一般就是幾度而已。 F-單位為 N 5.12.斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu) （1）斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)及其設(shè)計(jì) 1）斜導(dǎo)柱的設(shè)計(jì) 斜導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) A、斜導(dǎo)柱的形狀，在此套模具中，我們采用標(biāo)準(zhǔn)的斜導(dǎo)柱形式，含有胚頭示。 可以直接購買標(biāo)準(zhǔn)件。 B、斜導(dǎo)柱的材料：45 鋼、T8、T10 或者 20 鋼經(jīng)滲碳處理，淬火硬度在 55HRC 以上，表面粗糙度為 Ra0.8mRa1.6m。 C、斜導(dǎo)柱與其固定的模板之間采用過渡配合 H7/m6。 D、 斜導(dǎo)柱傾斜角的確定：通常 取 1520，一般不大于 25 E、斜導(dǎo)柱的長(zhǎng)度計(jì)算： F、 斜導(dǎo)柱直徑的計(jì)算：查表 XX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 27 （2）滑塊的設(shè)計(jì) 滑塊設(shè)計(jì)的要點(diǎn)在于滑塊與側(cè)向型芯連接以及注射成型時(shí)制品尺寸的準(zhǔn)確性和 移動(dòng)的可靠性，滑塊分為整體式和組合式兩種。 滑塊材料常用 45 鋼或 T8、T10 等制造，要求硬度在 HRC40 以上。 （3）導(dǎo)滑槽設(shè)計(jì) 1）導(dǎo)滑槽與滑塊導(dǎo)滑部分采用間隙配合，一般采用 H8/f8。 2）滑塊的滑動(dòng)配合長(zhǎng)度通常要大于滑塊寬度的 1.5 倍，而保留在導(dǎo)滑槽內(nèi)的 長(zhǎng)度不應(yīng)小于導(dǎo)滑配合長(zhǎng)度的 2/3， 3）導(dǎo)滑槽材料通常用 45 鋼制造，調(diào)質(zhì)至 HRC 28HRC32， （4）滑塊定位裝置設(shè)計(jì)，由于我們采用的是后模行位的形式，根據(jù)生產(chǎn)的實(shí) 際情況，采用行位壓板的方式，主要作用為固定與導(dǎo)向作用。 （5）楔緊塊設(shè)計(jì) 楔緊角 應(yīng)比斜導(dǎo)柱的傾斜角 大 23。 （2）斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式 斜導(dǎo)柱和滑塊在模具上因安裝位置不同，組成了抽芯機(jī)構(gòu)的不同結(jié)構(gòu)形式。 1）斜導(dǎo)柱在定模上、滑塊在動(dòng)模上的結(jié)構(gòu) A、設(shè)計(jì)時(shí)必須注意，滑塊與推桿在合模復(fù)位過程中不能發(fā)生“干涉”現(xiàn)象。 所謂干涉現(xiàn)象是指滑塊的復(fù)位先于推桿的復(fù)位致使活動(dòng)側(cè)向型芯與推桿相碰撞， 造成活動(dòng)側(cè)向型芯或推桿損壞。 B、如果發(fā)生干涉，常用的先復(fù)位附加裝置有彈簧先復(fù)位、楔形滑塊先復(fù)位、 擺桿先復(fù)位等多種形式。 2）斜導(dǎo)柱在動(dòng)模上、滑塊在定模上的結(jié)構(gòu) 3）斜導(dǎo)柱和滑塊同在定模上 4）斜導(dǎo)柱和滑塊同在動(dòng)模上 斜滑塊