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目 錄
1
摘要--------------------------------------------------------------------------------------------------------- -- 2
緒論 -----------------------------------------------------------------------------------------------------------3
第一章 零件材料的選擇及其材料性能-------------------------------------------------------- -4
1.1 制品材料的選擇依據(jù)------------------------------------------4
1.1．1 PS聚苯乙烯-------------------------------------------------------------------------4
1．1．2 PS主要技術(shù)指標(biāo)---------------------------------------------------------------4
1.2 分析計算-----------------------------------------------------------------------------------------5
第二章 塑料注射成型模具的設(shè)計----------------------------------------------------------------7
2、1注射機(jī)類型的選擇--------------------------------------------------------------------------7
2、2注射機(jī)有關(guān)工藝參數(shù)的校核-------------------------------------------------------------7
2、2、1注射量的校核----------------------------------------------------------------------7
2、2、2鎖模壓力的校核---------------------------------------8
2、2、3注射壓力的校核-------------------------------- ------8
2、2、4注射速率---------------------------------------------8
2、2、5模具閉合厚度的校核------------------------------------------------------------8
第三章 成型零件的設(shè)計------------------------------ ---------9
3、1型腔分型面的設(shè)計-------------------------------- -----------9
3.2排氣槽的設(shè)計-------------------------------------------------9
3.3成型零件的設(shè)計-----------------------------------------------9
3、3、1凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計-------------------------------------------9
3、3、2型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計---------------------------------------------9
3、3、3成型零件工件尺寸-----------------------------------------9
3、3、3、1型腔與型芯的尺寸計算----------------------------------10
3、4塑件脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計------------------------------------------13
3、5脫模力計算--------------------------------------------------14
3、6側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計--------------------------------------15
第四章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計
4、1主流道的設(shè)計-------------------- ---------------------------17 4、2澆口的設(shè)計--------------------------------------------------------------------------------------18
第5章 塑料溫控系統(tǒng)設(shè)計------------------------------------------------------------------------------19
第6章 標(biāo)準(zhǔn)模架的選擇---------------------------------------------------------------------------------21
................................................................22
參考文獻(xiàn)----------------------------------------------------------------------------------22
２０
摘要
Abstract
近年來，我國塑料模具水平已有比較大提高。大型塑料模具已能生產(chǎn)單套重量達(dá)50t以上的注塑模，精密機(jī)床塑料模的精度已可達(dá)到3μm，制件精度為0.5μm的小模數(shù)齒輪模具及達(dá)到高光學(xué)要求車燈模具等也已能生產(chǎn)，多腔的塑料模已能生產(chǎn)7800腔的塑封模，高速模具方面已能生產(chǎn)4m/min以上擠出速度高速塑料異型材擠出模及主型材雙腔共擠、雙色共擠、軟硬共擠、后共擠、再生料共劑出和低發(fā)泡鋼塑共擠等各種模具。在生產(chǎn)手段上，模具企業(yè)設(shè)備數(shù)控化率已有較大提高，CAD/CAE/CAM技術(shù)的應(yīng)用面大為擴(kuò)大，高速加工及RP/RT等先進(jìn)技術(shù)的采用已越來越多。模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率及模具商品化率都已有較大幅度的提高，熱流道模具的比例也有較大提高。
在實(shí)際生產(chǎn)生活中，我們經(jīng)常遇到因?yàn)榭垲惲慵拿芊獾膯栴}而苦惱，為什么呢?因?yàn)檎Ｇ闆r下，在不添加任何密封材料時僅僅用卡扣連接是起到意想不到的密封效果.近年來,市面上出現(xiàn)了一種新型的密封連接材料叫卡扣，這樣卡扣筒便應(yīng)運(yùn)而生了！從經(jīng)濟(jì)角度上考慮此卡扣的成本必須很低，因?yàn)樗芰系膬r格本來就不高，如果成本太大就不劃算了；從加工性來講，這種卡扣又不能太復(fù)雜，可以說是越簡單越好；從材料來講，卡扣很薄很軟不需要連接性太強(qiáng)的產(chǎn)品再合適不過啦，選用一種經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的材料更加重要！目前這種產(chǎn)品已經(jīng)研制成功并以上市，我在看到這成品時便想利用自己的所學(xué)根據(jù)現(xiàn)實(shí)的產(chǎn)品做一套生產(chǎn)這樣產(chǎn)品的模具。
卡扣是連接的工具，考慮到其產(chǎn)量很大,造價的因素，故采用一模多腔模具批量生產(chǎn)。此塑件因?yàn)? 間有通孔故需采用側(cè)抽芯來完成分型才能生產(chǎn)出所需產(chǎn)品。此塑件結(jié)構(gòu)較簡單宜采用兩板模就可以了，為了增加成型效果需加上熱流道。
注塑成型是現(xiàn)代塑料工業(yè)中的一種重要的加工方法之一 ,世界上注塑模的產(chǎn)量約占塑料成型模具總產(chǎn)量的 50 %以上 ,家電盒型注塑產(chǎn)品需求量正不斷增，注塑成型能一次成型形狀復(fù)雜、尺寸精確的制品 ,適合效率、大批量的生產(chǎn)方式 ,以發(fā)展成為熱塑性塑料和部分熱固性塑料最主要的成型加工方法 ，注塑模具的設(shè)計與制造主要依賴于設(shè)計者的經(jīng)驗(yàn)和技師的制造技藝 ,一般需要經(jīng)過反復(fù)調(diào)試和修模才能正式投入生產(chǎn) ,這種傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式不僅使產(chǎn)品的生產(chǎn)周期延長 ,生產(chǎn)成本增加 ,而且難以證產(chǎn)品的質(zhì)量，要解決這些問題 ,必須以科學(xué)分析的方法 ,研究各個成型過程的關(guān)鍵技術(shù)，塑料注塑成型是一個復(fù)雜的加工與物理過程 ,為實(shí)現(xiàn)注塑產(chǎn)品的更新?lián)Q代 ,提高企業(yè)的競爭能力 ,必須進(jìn)行注塑模具設(shè)計與制造及成型過程分析的 CAD/ CAM/ CAE集成技術(shù)的研究國外注塑模 CAD/ CAM/ CAE 技術(shù)研究的成果有關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明:采用注塑模 CAD/ CAE/CAM 技術(shù)能使設(shè)計時間縮短 50 %,制造時間縮短 30 %,成本下降 10 %,塑料節(jié)省 7 % 注塑模計算機(jī)模擬技術(shù)正朝著與 CAD/ CAE無縫整體集成方向發(fā)展 ,注塑 CAD 所構(gòu)造的幾何模型為實(shí)現(xiàn)注塑模 CAE技術(shù)提供了基本的幾何拓?fù)湫畔⒑吞卣餍畔?,注塑模 CAE的目標(biāo)是通過對塑料材料性能的研究和注射成型工藝過程的模擬和分析 ,為塑料制品的設(shè)計、材料選擇、模具設(shè)計、注射成型工藝的制定及注射成型工藝過程的控制供科學(xué)依據(jù) 。 現(xiàn)時國際上占主流地位的注射模CAD軟件有Pro/E、I-DEAS、UG、SolidWorks等；結(jié)構(gòu)分析軟件有MSC、Analysis等；注射過程數(shù)值分析軟件有MoldFlow等；數(shù)控加工軟件有MasterCAM、Cimatron等。
此次選題能全面反映培養(yǎng)目標(biāo)，與本專業(yè)密切相關(guān)，能結(jié)合社會生產(chǎn)實(shí)際或科研實(shí)踐，工程性強(qiáng)，現(xiàn)實(shí)意義明顯，具有相當(dāng)?shù)南冗M(jìn)性、深度和難度。在本次手機(jī)模具設(shè)計畢業(yè)設(shè)計中，采取將模具計內(nèi)容同CAD/CAM/CAE緊密結(jié)合在一起，通過先進(jìn)的軟件仿真，可以隨時發(fā)現(xiàn)自己在每一步設(shè)計中的不合理處，會找出各種解方案讓設(shè)計趨于合理，同時掌握了最先進(jìn)的計，加工及分析技術(shù)，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新能力，使畢業(yè)設(shè)計真正成為了學(xué)生實(shí)際工作前的一全過程模擬。
通過本次設(shè)計，應(yīng)使我們在下述基本能力上得到培養(yǎng)和鍛煉：①塑料制品的設(shè)計及成型工藝的選擇；②一塑料制品成型模具的設(shè)計能力；③塑料制品的質(zhì)量分析及工藝改進(jìn)、塑料模具結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計的能力；④了解模具設(shè)計的常用商業(yè)軟件以及實(shí)際設(shè)計的結(jié)合。
緒論
所謂注塑成型（Injection Molding）是指，將已加熱融化的材料噴射注入到模具內(nèi)，經(jīng)由冷卻與固化后，得到成形品的方法。適用于量產(chǎn)與形狀復(fù)雜產(chǎn)品等成形加工領(lǐng)域。
注塑成型機(jī)可區(qū)分為合模裝置與注射裝置。合模裝置是開閉模具以執(zhí)行脫模（eject）作業(yè)。注射裝置是將樹脂予以加熱融化後再射入模具內(nèi)。
所謂模具就是，為了將材料樹脂做成某種形狀，而用來承接射出注入樹脂的金屬制模型。
已溶解的材料是從澆口進(jìn)入模具內(nèi)，再經(jīng)由流道與流道口填充到模槽內(nèi)。接下來則經(jīng)由冷卻工程與開模成型機(jī)脫模桿上的模具脫模板，推頂出成形品。
成形品是由流入融化樹脂的澆口、導(dǎo)入模槽的流道與產(chǎn)品部份所構(gòu)成。
成形品中的澆口與流道并不屬于產(chǎn)品。因此該部分往往被廢棄，甚至粉碎后再度用作成形專用材料，這就稱為回料?；亓喜荒軉为?dú)作為成形專用材使用，通常都是配合造粒才能予以使用。由于會經(jīng)過成形工程，因此可讓樹脂做出各種特性的變化?；亓现浞奖壤纳舷逓?0％左右，若配方比例過高就有可能會損害到樹脂的原有性質(zhì)。
所謂成形條件是指，為了獲得所需的成形品，而利用成型機(jī)的汽缸溫度、射出速度、模具溫度等組合成無數(shù)個設(shè)定條件。由于可獲得的成形品外觀、尺寸、機(jī)械物性會因成形條件而異，因此要找出最佳的成形條件，就必須仰賴熟練的技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)。
成品展示:
第1章 零件材料的選擇及材料性能
1．1制品的材料選擇依據(jù)：
1．1．1 PP 聚丙烯
化學(xué)和物理特性：
??聚丙烯（Polypropylene，簡稱PP）是一種半結(jié)晶的熱塑性塑料。具有較高的耐沖擊性，機(jī)械性質(zhì)強(qiáng)韌，抗多種有機(jī)溶劑和酸堿腐蝕。在工業(yè)界有廣泛的應(yīng)用，是平常常見的高分子材料之一。
聚丙烯具有良好的耐熱性，制品能在100℃以上溫度進(jìn)行消毒滅菌，在不受外力的條件下，150℃也不變形。脆化溫度為-35℃，在低于-35℃會發(fā)生脆化，耐寒性不如聚乙烯?
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以上時非常脆，因此許多商業(yè)的PP材料是加入1~4%乙烯無規(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)的抗沖擊的強(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。
聚丙烯的結(jié)晶度高，結(jié)構(gòu)規(guī)整，因而具有優(yōu)良的力學(xué)性能。但在室溫和低溫下，由于本身的分子結(jié)構(gòu)規(guī)整度高，所以沖擊強(qiáng)度較差。聚丙烯最突出的性能就是抗彎曲疲勞性。
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PP進(jìn)行改性。PP的流動率MFR范圍在1~40。低MFR的PP材料抗沖擊特性較好但延展強(qiáng)度較低。對于相同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1.8~2.5%。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，它對芳香烴（如苯）溶劑、氯化烴（四氯化碳）溶劑等沒有抵抗力。三元聚合物PP從本世紀(jì)40年代開始商業(yè)化，銷量逐年增長，現(xiàn)已成為全球銷量最大的工程熱塑性塑料，僅美國的銷量就于1989年超過了12億磅。在大宗商品塑料與高性能工程熱塑性塑料之間，PP占據(jù)了獨(dú)特的“過渡”聚合物的位置。
PP的多能性來自于它的三個單體結(jié)構(gòu)單元——丙烯睛、丁二烯和苯乙烯。每個組分都為最終聚合物提供了一套不同的有用的性能。丙烯睛主要提供了耐化學(xué)性和熱穩(wěn)定性；丁二烯提供了初度和沖擊強(qiáng)度；苯乙烯組分則為PP提供了硬度和可加工性。 有三種生產(chǎn)工藝——乳液法、連續(xù)本體法或懸浮法，任一種工藝方法所制得的PP原料中的苯乙烯含量均為50％甚至更高。通常至少兩種工藝結(jié)合使用，以使最終產(chǎn)物最佳化。PP屬于兩相體系：苯乙烯一丙烯睛共聚物（SAN）為連續(xù)相，丁二烯衍生橡膠為彈性體分散相。
實(shí)際上還有少量苯乙烯和丙烯睛在丁二烯橡膠上發(fā)生共聚合反應(yīng)（接枝），本來不相容的硬SAN和橡膠相容起來。因此，人們可把PP看作是第一個在商業(yè)上取得成功的聚合物合金之一。
注塑模工藝條件:
干燥處理：如果儲存適當(dāng)則不需要干燥處理。
熔化溫度：220~275℃，注意不要超過275℃。
模具溫度：在這個過程中所需的溫度取決于注塑物品，不同材料之間使用，需求取決于“物質(zhì)的比重，熔點(diǎn)，導(dǎo)熱系數(shù)，零件尺寸和成型率。
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：對于冷流道，典型的流道直徑范圍是4~7mm。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1~1.5mm，但也可以使用小到0.7mm的澆口。對于邊緣澆口，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)。
典型應(yīng)用范圍:
常見制品：盆、桶、家具、薄膜、編織袋、瓶蓋、汽車保險杠等。
1．1．2 PS主要技術(shù)指標(biāo)如下表：
密度（g/cm3）
0.89-0.91
抗拉屈服強(qiáng)度(Mpa)
42~56
比容(cm3/g)
0．92
拉伸彈性模量(Mpa)
吸水率24h(%)
0.03~0.10
沖擊強(qiáng)度
kj/m2
無缺口
收縮率(%)
1.8~2.5%
缺口
熔點(diǎn)(℃)
220~275℃
彎曲強(qiáng)度(Mpa)
第2章 塑料注射成型模具的設(shè)計
2、1注射機(jī)類型的選擇
選擇成型設(shè)備：
隱藏的成本要素注射成型制品不可能具有機(jī)械加工制品一樣，雖然大多數(shù)人都意識到這一點(diǎn)，但還是常常被指定到無法達(dá)到的，或使具成本效益的生產(chǎn)變得不可能。成型誤差有一個指定的容許值，對差的參數(shù)，如尺寸、重量、形狀或角度等，以最大限度地控制在設(shè)定的公差通常有最低和最高限額的厚度。根據(jù)成型設(shè)備的種類來進(jìn)行模具，因此必須熟知各種成型設(shè)備的性能、規(guī)格、特點(diǎn)。例如對于注射機(jī)來說，在規(guī)格方面應(yīng)當(dāng)了解以下內(nèi)容：注射容量、鎖模壓力、注射壓力、模具安裝尺寸、頂出裝置及尺寸、噴嘴孔直徑及噴嘴球面半徑、澆口套定位圈尺寸、模具最大厚度和最小厚度、模板行程等，具體見相關(guān)參數(shù)。 要初步估計模具外形尺寸，判斷模具能否在所選的注射機(jī)上安裝和使用。
根據(jù)產(chǎn)品的注射形式和最大注射量等要求，選用臥式注射機(jī)
型號
SZ160/1000
拉桿內(nèi)間距(mm)
360*260
結(jié)構(gòu)型式
臥式
移模行程(mm)
280
理論注射容量(cm3)
179
最大模具厚度(mm)
360
螺桿直徑(mm)
44
最小模具厚度(mm)
170
注射壓力(Mpa)
150
鎖模形式
液壓
注射速率(g/s)
110
模具定位孔直徑(mm)
125
塑化能力(g/s)
10.5
噴嘴球半徑(mm)
SR10
螺桿轉(zhuǎn)速(r/min)
10~150
噴嘴口孔徑(mm)
鎖模力(KN)
1000
2、2、2鎖模壓力的校核
鎖模力是在成型時鎖緊模具的最大力，用于實(shí)現(xiàn)動、定模緊密閉合保證塑料制品的尺寸精度，盡量減少分型面處的溢邊（或毛邊）厚度和確保操作者的人身安全。因此，成型時高壓熔融塑料在分型面上顯現(xiàn)的漲力（或稱推力）應(yīng)小于鎖模力。
2、2、3注射壓力的校核
注射壓力是成型時柱塞或螺桿施于料筒內(nèi)熔融塑料上的壓力。常取70~150Mpa。
式中—塑件成型所需要的注射壓力（Mpa），一般取100Mpa
—所選注射機(jī)的額定注射壓力（Mpa）
已知；P =132Mpa
故滿足要求
2、2、4注射速率
注射速率即注射過程中每秒鐘通過噴嘴的塑料容量。常取33～58 mm/s.
2、2、5模具閉合厚度的校核
模具閉合時的厚度在注射機(jī)動、定模板的最大閉合高度和最小閉合高度之間，其關(guān)系按下式校核
Hmin≤Hm≤Hmax
式中 Hmin—注射機(jī)允許的最小模具厚度（mm）
Hm—模具閉合厚度（mm）
Hmax—注射機(jī)允許的最大模具厚度（mm）已知：H = 170mm H=311mm H=360mm
滿足要求
第3章 成型零件的設(shè)計
3、1型腔分型面的設(shè)計
為使產(chǎn)品和澆注系統(tǒng)凝料能從模具中取出，模具必須設(shè)置分型面。分型面是決定模具結(jié)構(gòu)形式的重要因素，分模面的設(shè)置決定了模具的結(jié)構(gòu)和制造工藝，并影響熔體的流動及塑件的脫模。分型面總的選擇原則是保證塑件質(zhì)量，簡化模具結(jié)構(gòu)，有利于脫模。選擇時綜合考慮下面因素：
(1)不得位于明顯位置上及影響形狀。分型面不可避免地會在塑件上留下痕跡。最好不要選在產(chǎn)品光滑的外表面。
(2)不得由此形成低陷。即分型面的選擇要有利于脫模，盡量避免側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)。為此分型面要選擇在塑件尺寸最大處。見圖1，由于軟管接頭兩端有低陷段，因此使用“立式分模之分模線”。
(3)應(yīng)位于加工容易的位置。如圖2所示，牙刷柄的分模線位于制品最大寬度面上，成形品脫模容易。者模具嵌合線與其外形曲線一致，加工容易。圖3(a)所示分模線為階段形，模具制作及成形品加工困難，圖3(b)改用直線或曲面，可使加工變得容易。
由以上分析可見，設(shè)計分型面時應(yīng)根據(jù)塑件使用要求、塑件性能和注射機(jī)的技術(shù)參數(shù)以及模具加工等因素綜合考慮，權(quán)衡利弊，選擇最優(yōu)的分型面。
3.2排氣槽的設(shè)計
該注射模屬于中小型模具，在推桿的間隙和分型面上都有排氣效果，已能滿足要求，故不再考慮排氣槽。
3·3成型零件的設(shè)計
3、3、1凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計
考慮到注塑零件的結(jié)構(gòu)和模具的加工，凹模結(jié)構(gòu)采用整體式，其特點(diǎn)是牢固，不易變形。
3、3、2型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計
主型芯采用局部嵌入固定。其特點(diǎn)是節(jié)約模具鋼的便于加工。
3、3、3成型零件工件尺寸
3、3、3、1型腔與型芯的尺寸計算
（1）型腔內(nèi)徑尺寸計算
零件的寬度最大尺寸D=28mm，同樣查得=0.100,則
D=33.7mm
(2)型芯徑向尺寸的計算
模具型芯徑向尺寸是由制品的內(nèi)徑尺寸所決定的,與型腔徑向尺寸的計算原理一樣，注射模必須設(shè)計有準(zhǔn)確可靠的脫模機(jī)構(gòu)，以便在每一循環(huán)中將塑件從型腔中或型芯上自動的脫出模具，脫出塑件的機(jī)構(gòu)叫脫模機(jī)構(gòu)。本次設(shè)計中所用的脫模機(jī)構(gòu)為人們常用的推桿推出脫模機(jī)構(gòu)，其動作是通過裝在注射機(jī)合模機(jī)構(gòu)上的頂桿來完成的。
推出機(jī)構(gòu)主要是由推出零件、推出零件固定板和推板、推出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向與復(fù)位部件等組成。
脫模機(jī)構(gòu)可按脫模動力來源分類為人力操作、機(jī)械推出、液壓推氣壓推出。
本設(shè)計采用最常見而且應(yīng)用最廣泛的一次推出機(jī)構(gòu)——推桿推出機(jī)構(gòu)。
推桿設(shè)在推出阻力最大的地方。推出機(jī)構(gòu)的作用力,應(yīng)均衡作用于制品,制品成型后因收縮作用于模具而產(chǎn)生包緊力，包緊力的分布、大小，因制品的形狀與尺寸、模具的表面狀態(tài)不同而異。設(shè)計推出機(jī)構(gòu)時,必須考慮包緊力的狀態(tài)。對制品施加的推出力不均會造成制品白化或開裂。推桿的直徑不宜過細(xì)。
推桿設(shè)置在塑件的內(nèi)部表面上，推桿端面一般比型腔的平面高出0.05～0.1mm，以免在塑件上留下凸臺。
推桿與模具的配合間隙可以起到排氣的作用，間隙值應(yīng)小于塑件的溢料間隙值0.05㎜。頂桿與頂桿孔是成型零件,在充塑成型時,塑料熔體流會與它們接觸,如果頂桿與頂桿孔的間隙太大的話，塑料充滿型腔時會產(chǎn)生頂桿與頂桿孔間隙處的溢料，這樣不但會使制品的外觀受到影響,而且有時會影響到制品的功能，綜上所述, 頂桿與頂桿孔的配合就選用H8/f8的間隙配合。
推出機(jī)構(gòu)的動作應(yīng)平衡可靠。頂出機(jī)構(gòu)應(yīng)有足夠的剛讀及耐磨性，與相關(guān)零件不能發(fā)生干涉。
在保證塑件的質(zhì)量和順利推出的情況下，推桿的數(shù)量不宜過多，推桿應(yīng)布置均勻，使塑件受力平衡，并避免頂桿彎曲變形。布置推桿時,還應(yīng)注意將頂桿設(shè)置在脫模阻力最大部位。
推桿的固定。頂桿的固定形式有多種,本設(shè)計采用帶肩頂桿與固定板連接的方式將頂桿固定。這種結(jié)構(gòu)最為簡單,最為常用,而且頂桿與其固定孔之間也可留一定的間隙,以便調(diào)整頂桿與其上方的相關(guān)孔對準(zhǔn)。
推出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向與復(fù)位
為了保證推出機(jī)構(gòu)在工作過程中靈活、平穩(wěn)，推出機(jī)構(gòu)需要設(shè)計導(dǎo)向裝置；而在每次合模后，推出機(jī)構(gòu)要回到原來的位置上，以組成完整的型腔，推出機(jī)構(gòu)需要設(shè)計復(fù)位裝置。
推出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向裝置。有導(dǎo)柱與導(dǎo)套的配合，延長了導(dǎo)向的壽命，而且推板導(dǎo)柱還起著支承動模支承板的作用，可提高支承板的剛性。
推出機(jī)構(gòu)的復(fù)位裝置。為了使模具的推出機(jī)構(gòu)在合模后能回到原來的位置，需要設(shè)置復(fù)位裝置。本設(shè)計采用復(fù)位桿復(fù)位。
脫模力計算及推出零件尺寸的確定
脫模力的計算。將塑件從包緊的型芯上推出所需克服的阻力稱為脫模力。脫模力主要是由于塑件收縮包緊型芯而造成的塑件與型芯的摩擦阻力。進(jìn)行塑件脫模時的受力分析。
根據(jù)根據(jù)所需脫模力可按上圖所示估算，即[4]：
F2=F1cosa
F3=F′3=F1sina
F4=μF2=μF1cosa
于是
F脫=（F4-F′3）cosa
=(μF1cosa-F′1sina)cosa
=F1cosa(μcosa-sina)
式中 F1——塑件對型芯的包緊力（N）；
F2、F3——F1的垂直和水平分量（N）；
F′3——凸模表面對F3產(chǎn)生的反作用力（N）；
F4——沿凸模表面的脫模力（N）；
F脫——沿制件出模方向所需的脫模力（N）：
a——脫模斜度或凸模側(cè)壁斜角（o）
μ——塑料在熱塑狀態(tài)下對鋼的摩擦系數(shù)，大約取0.2。
其中 F1=Lchp包
式中 Lc——凸模成型部分的截面周長（㎜）；
h——凸模被之間包緊部分的高度（㎜）；
p包——之間對凸模的單位包緊力（MPa）,其數(shù)值與制件的幾何特點(diǎn)及塑料性質(zhì)有關(guān)，一般可取8 ～12MPa。
帶入上述公式中計算：
F1=2×（101.565＋68.400）×9×10
=30593.700（N）
F2=30593.7×cos1o
=30589.040（N）
F3=30593.700×sin1o
=533.934（N）
F4=0.2×30593.7×cos1o
=6117.808（N）
F脫=30593.700×cos1o(0.2×cos1o-sin1o)
=5583.692（N）
由此可以看出，脫模力的大小隨塑件包容型芯的面積的增加而增加，隨脫模斜度的增加而減小。由于影響脫模力大小的因素很多，如推出機(jī)構(gòu)本身運(yùn)動時的摩擦力、塑料與鋼材間的粘附力、大氣壓力及成型工作條件的波動等等，因此要考慮到所有因素的影響較困難，所以計算出的脫模力只能是個近似值。
推出零件尺寸的確定。用在推出機(jī)構(gòu)中，推件板的厚度和推桿的直徑是推出機(jī)構(gòu)設(shè)計的關(guān)鍵。而推件板的厚度和推桿的直徑是靠對推件板和推桿的強(qiáng)度和剛度的校核來確定的。
用上述方法確定推出零件尺寸十分繁瑣，推桿的直徑可根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)、尺寸、模具的結(jié)構(gòu)及推桿的數(shù)量，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)來確定
（3）型腔深度尺寸計算
模具型腔深度尺寸是由制品的高度尺寸所決定的，設(shè)制品高度名義尺寸為最大尺寸，其公差為負(fù)偏差。型腔深度名義尺寸為最小尺寸，其公差為正偏差+。
（4）型芯高度尺寸計算
模具型芯的高度尺寸是由制品的深度尺寸決定的，假設(shè)制品深度尺寸H1為最小尺寸，其公差為正偏差+△，型芯高度尺寸為最大尺寸，其公差為負(fù)偏差-。根據(jù)有關(guān)的經(jīng)驗(yàn)公式：
hM=(mm)
hM—型芯高度尺寸(mm)
H1—制品深度最小尺寸(mm)
其余公式中字母的含義同前面的含義
深度最小尺寸H=48.5mm, =0.043
h=(48.5+48.5*0.005+*0.043)=48.772mm
（5）型腔壁厚與底板厚計算
注射成型模型壁厚得確定滿足模具剛度好、強(qiáng)度大和結(jié)構(gòu)輕巧、操作方便等要求。在塑料注射充型過程中，塑料模具型腔受到熔體的高壓作用，故應(yīng)有足夠的強(qiáng)度、剛度。否則可能因?yàn)閯偠炔蛔愣a(chǎn)生塑料制件變形損壞，也可能會彎曲變形而導(dǎo)致溢料和飛邊，降低塑料的尺寸精度，并影響塑料制品的脫模。從剛度計算一般要考慮下面幾個因素：
a. 使型腔不發(fā)生溢料，PP不溢料的最大間隙為0.05。
b. 保證制品的順利脫模，為此，要求型腔允許的彈性變形量小于制品冷卻固化收縮量。
c. 保證制品達(dá)到精度要求，制品有尺寸要求，某些部位的尺寸常要求比較高的精度，這就要求模具型腔有很好的剛度。
經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)
A、矩形型腔側(cè)壁厚度的確定。
側(cè)壁厚度一般取制品長度（長的邊長）或直徑D的0.2~0.5倍。當(dāng)型腔為整體式，>100mm,需要乘以0.85~0.9。在p<49Mpa時，
因此
S=0.2*57*0.9+17=27.26mm
取側(cè)壁厚度40mm就滿足要求。
B、矩形型腔底板厚度的確定
因?yàn)閜<49Mpa, L1.5b
查表可得S=0.18*57=0.18*57=10.26mm
取底板厚度40mm就滿足要求。
3、4塑件脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計
由于改塑件脫模阻力不大，而頂桿加工簡單、更換方便、脫模效果好，因此選用頂桿脫模機(jī)構(gòu)。
推桿位置的設(shè)置采取了以下的原則：
a 推桿設(shè)在脫模阻力大的地方
b 推桿位置均勻分布
c 推桿設(shè)在塑料制品強(qiáng)度剛度大的地方
d 推桿直徑應(yīng)滿足相應(yīng)的剛度、強(qiáng)度條件，在滿足條件的前提下，應(yīng)盡量選用直徑較大的推桿。
本次設(shè)計的零件比較小，所以推桿直徑取得比較小，為了達(dá)到強(qiáng)度剛度要求設(shè)置了較多的推桿。
3、5脫模力計算
3、6側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計
本次設(shè)計有一個側(cè)向型芯。所以使用外側(cè)抽芯。
（1）斜導(dǎo)柱 斜導(dǎo)柱直徑d與導(dǎo)柱孔應(yīng)保持0.5~1mm的間隙。
（2）導(dǎo)柱的角度 本設(shè)計α=18°，楔緊塊角度為20°。
（3）抽心距的計算 通常抽心距等于側(cè)芯深度加2~5mm
S=13+4=17mm
(4)斜導(dǎo)柱工作部分長度
L=S/sin18=56
開模行程
H=Sctg18=53
(5)抽拔力的計算
F1=lhp(fcosθ-sinθ)
式中 l—活動側(cè)芯被塑料包緊的斷面周長(m);
h—成型芯部分的深度(m);
p—制品對側(cè)心的壓力,一般取8~12Mpa;
f—塑料對鋼的摩擦系數(shù),常用f=0.1~0.2;
θ—側(cè)芯的脫模斜度,常取θ=1°~2°。
已知l=132mm,h=13mm,p=10Mpa,f=0.2, θ=1°
F1=0.132×0.013×10×106×(0.2×cos1°-sin1°)=3132N
（6）斜導(dǎo)柱所受彎曲力的計算
取標(biāo)準(zhǔn)斜導(dǎo)柱的公稱直徑為25。
第4章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計
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通道。澆注系統(tǒng)設(shè)計好壞對制品性能，外觀和成型難易程度影響頗大。根據(jù)注塑件的要求及模具的結(jié)構(gòu)等方面來考慮選擇澆注系統(tǒng)。
模架及標(biāo)澆口設(shè)置所要考慮的因素：
A、澆口的設(shè)置應(yīng)達(dá)到平衡充模
B、澆口應(yīng)位于厚壁處
C、澆口應(yīng)遠(yuǎn)離薄壁特征
D、澆口的設(shè)置應(yīng)實(shí)現(xiàn)同向流動
E、必要時增加澆口以減少充模壓力
F、增加澆口以防止過保壓
G、所用模具的類型，是2板式還是3板式模具？
H、熱流道還是冷流道，或者混合流道
I、所希望的澆口類型，如邊緣澆口、潛伏式澆口等
J、由于制件的功能而對澆口位置的限制
設(shè)計原則
（1）能順利地引導(dǎo)熔融塑料充滿型腔，不產(chǎn)生渦流，又有利于型腔內(nèi)氣體的排出。
（2）在保證成型和排氣良好的前提下，選取短流程，少彎折，以減小壓力損失，縮短填充時間。
（3）盡量避免熔融塑料正面沖擊直徑較小的型芯和金屬嵌件，防止型芯位移或變形。
（4）澆口料容易清除，整修方便，無損制品的外觀和使用。
（5）澆注系統(tǒng)流程較長或需要開設(shè)兩面?zhèn)€以上澆口時，由于澆注系統(tǒng)的不均勻收縮導(dǎo)致制品變形，應(yīng)設(shè)法防止。
（6）在一模多腔時，應(yīng)使各腔同步連續(xù)充澆，以保證各個制品一致性。
（7）合理設(shè)置冷料井、溢料槽，使冷料不得直接進(jìn)入弄腔及減小毛邊的負(fù)作用。
（8）在保證制品質(zhì)量良好的條件下，澆注系統(tǒng)的斷面和長度應(yīng)盡量取小值，以減小對塑料的占用量，從而減小回收料。
4、1主流道的設(shè)計
斷面形式:截面形狀采取圓形，這種形狀熱量損失小，流動阻力小，效果最佳，但加工較難。
注射機(jī)的噴嘴頭部與主流道襯套的凹下的球面半徑R相接觸，二者必須匹配，無漏料。一般要求主襯套球面半徑R比噴嘴球面半徑大1~2mm，主流道進(jìn)口直徑d比注射機(jī)噴嘴出口直徑d應(yīng)大0.5~1mm.其作用：一是補(bǔ)償噴嘴與澆注道的對口誤差；二是使噴嘴與主襯套球面配合良好。
為了便于凝料從主流道中拔出，主流道設(shè)計成圓錐形，其半錐角a=2°~4°，表面粗糙度應(yīng)有Ra=0.8以上。主流道出口應(yīng)做成圓角，圓角半徑r=0.3~0.5mm或r=d/8.為減少壓力損失，主流道長度盡可能短些，常取L60mm。
噴嘴球面半徑為10mm （見上注射機(jī)技術(shù)參數(shù)）
主襯套球面半徑R取12mm
主流道進(jìn)口直徑d取4.5mm
主流道出口直徑d取6mm
半錐角a=3°
主流道長度L取45mm
4、2澆口的設(shè)計
取用直接澆口,直接澆口是直接和主流道連接，由主流道直接進(jìn)料。它可以做成頂澆口和中心澆口。由于澆口尺寸大，熔體壓力損失小，流動阻力小，進(jìn)料快，容易成型，適用于任何塑料，常用于成型單腔模，大而深的殼型制品。因?yàn)榱鞒潭?，壓力傳遞好。熔體從上端流向分型面（低端），故有利于排氣和消除接痕。定位環(huán)機(jī)嘴
1、位環(huán)外徑一般情況下用￠99.8*20.特殊情況根據(jù)注塑機(jī)可用其它規(guī)格。
2、定位環(huán)要藏入碼模內(nèi)深約10MM左右，須與上碼模板配合良好（間隙配合），無虛位，用螺絲固定。
3、位環(huán)要將機(jī)嘴壓住，防止漏膠，機(jī)嘴必須定位。
4、機(jī)嘴配合射嘴圓弧采用大模SPR19-20左右，小模SPR13-15左右，根據(jù)設(shè)計圖紙為準(zhǔn)。
5、定位環(huán)、機(jī)嘴盡量采用標(biāo)準(zhǔn)件，以節(jié)省工期。
6、模具啤塑要用加長爐嘴時，定位環(huán)內(nèi)徑不小于￠80。
7、機(jī)嘴入水口尺寸小模保持￠4.0,大?！?.0——￠5.5斜度單邊1--2度 ，根據(jù)實(shí)際情況而定。
8、板模細(xì)水口模具之機(jī)嘴：用標(biāo)準(zhǔn)機(jī)嘴與水口板之間加工斜度配合，以防機(jī)嘴燒壞。
9、特殊情況下，機(jī)嘴要進(jìn)行適當(dāng)?shù)牡投葦?shù)熱處理。
第5章塑料溫控系統(tǒng)設(shè)計
在注射工藝過程中，模具的溫度直接影響著制品質(zhì)量和注射周期，各種塑料的性能、成型工藝要求的不同相應(yīng)的模具對溫度的要求也不同，PS在注射成型進(jìn)所需要的模具溫度為40~60℃，對于任何塑料制品，模具的溫度的波動較大都是不利的，過高的模具溫度會使塑料制品在冷卻脫模后發(fā)生變形，延長冷卻時間降低生產(chǎn)率，為了避免這種現(xiàn)象的發(fā)生，就必須采取模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)。模具必須進(jìn)行冷卻，以便為生產(chǎn)得以進(jìn)行。由于水相當(dāng)廉價，所以水是作為初級冷卻劑來冷卻模具，水可以通過引導(dǎo)模具縮短快速冷卻時間。通常較冷模具更有效，因?yàn)檫@樣可以有更快的生產(chǎn)周期時間。但是，這不一定是正確的，因?yàn)椴糠植牧咸浞炊蟹葱Ч?。塑膠模具中設(shè)置冷卻水路的主要目的就是通過控制模具的溫度，使注塑產(chǎn)品具有良好的產(chǎn)品質(zhì)量和較高的生產(chǎn)率，設(shè)計的合理與否對產(chǎn)品質(zhì)量的影響主要表現(xiàn)在以下幾方面：
1 注塑產(chǎn)品的尺寸精度。對于尺寸精度要求較高的產(chǎn)品來說，模溫的高低直接影響著產(chǎn)品尺寸的穩(wěn)定性。
2 產(chǎn)品的變形。模具溫度的穩(wěn)定、冷卻均衡，可以減少產(chǎn)品的變形。
3 產(chǎn)品的表面質(zhì)量。
4 產(chǎn)品的力學(xué)性能。
冷卻水道孔數(shù)在動、定模板之中各取一個可以達(dá)到冷卻的要求。
PS是要求模溫較低的塑料，不斷注入的熔融塑料使模溫能夠達(dá)到PS注射成型所需的模溫，所以不必考慮需要加熱提升溫度的。
第6章 標(biāo)準(zhǔn)模架的選擇
模架及準(zhǔn)件的選用：
在設(shè)計模具時，應(yīng)盡可能地選用標(biāo)準(zhǔn)模架和標(biāo)準(zhǔn)件（包括通用標(biāo)準(zhǔn)件及模具專用標(biāo)準(zhǔn)件兩大類，通用標(biāo)準(zhǔn)件如緊固件等，模具專用標(biāo)準(zhǔn)件如定位圈、澆口套、推桿、推管、導(dǎo)柱、導(dǎo)套、模具專用彈簧、冷卻及加熱元件），因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)件有很大一部分隨時可在市場上買到，這對縮短制造周期，降低制造成本極其有利。模架尺寸確定之后，對模具有關(guān)零件要進(jìn)行必要的強(qiáng)度或剛度計算，以校核所選模架是否適當(dāng)，尤其是對大型模具，這一點(diǎn)尤為重要。
本次設(shè)計選用的標(biāo)準(zhǔn)模架型號是：
CI-3540-A70-B100-C100 GB/T12556.1—90
CI——品種（基本型號）
3540——系列（模板周邊尺寸）
A板的厚度為70 B板和C板的厚度均為100
模具必須有模具編號，并整齊地打在基準(zhǔn)角長方向?qū)γ嬉贿?，大模?0~12mm字碼，小模用6~8mm字碼，左上角打模號，右上角打數(shù)字以確認(rèn)模板順序
注塑成品的缺陷與補(bǔ)救
成型上缺點(diǎn)，有些發(fā)生在機(jī)器性能、模具設(shè)計或是原料特性本身外，大部分問題可靠調(diào)整來解決。有些缺點(diǎn)及原因僅限于某些原因，有些缺點(diǎn)是同一原因之過與不及。
充填不足（缺膠 /短射 / 走水不齊） 1.與注塑機(jī)有關(guān)：降低注塑速度并增加注塑壓力、噴嘴堵塞、噴嘴過小、塑料劑量過少、料管溫度低。
2.與模具有關(guān)：澆口位置不適當(dāng)、結(jié)合方法；澆道設(shè)計；排氣不良、模具溫度過低、成品厚度太薄、包封。
3.與塑料有關(guān)：塑料流動性不良、潤滑不足。
調(diào)高料管溫度設(shè)定，放大進(jìn)澆口尺寸，適當(dāng)調(diào)整流道比例或尺寸，提高壓力和保壓。
縮水、凹陷
使用最快的注塑速度使塑料碰上模具表面已開始硬化，無法補(bǔ)充縮水。
1.降低注塑速度并增加注塑壓力，模具排氣等
2.增加塑料計量并提高注塑壓或是增加保壓時間
3.降低模溫
4.提高保持壓力或填充壓力
末端焦黑
槽內(nèi)空氣受到壓縮而產(chǎn)生高溫，若射壓不足則出現(xiàn)充填不足而提高壓力即出現(xiàn)燒黑。
1.改善氣孔
2.降低末端射速及塑料溫度
3.避免使用再生材料
4.澆道加大
焦痕
充填過程中，殘留于模穴內(nèi)的空氣會阻擋塑料的充填狀況，被困在模穴內(nèi)的空氣會因?yàn)槭艿剿芰霞訅杭訜岫郎?，反而會讓其周圍的材料發(fā)生焦痕。
1.降低注塑速度或注塑壓力
2.降低溫度
3.減少二次壓時間
4.改善模穴排氣
5.變換澆口位置或增大其尺寸
銀線、氣瘡、噴射紋
成型品表面因注塑時塑料流動所產(chǎn)生銀白紋現(xiàn)象，這是塑料內(nèi)水分被壓縮而成氣狀，所以原料內(nèi)水分干燥完全就能防止發(fā)生。
結(jié)合線、接合線、熔合線、熔結(jié)線
塑料流經(jīng)孔穴時，經(jīng)分割后再行結(jié)合，受空氣阻擋而產(chǎn)生，或是離型劑過多。
1.提升塑料溫度或?qū)⑺芰辖?jīng)孔洞之速度提高
2.提高模具溫度或使用流動性較佳等級之材料
3.增加射速及射壓
4.延長注塑前進(jìn)時間
5.改變料口位置，以改變樹脂流動，進(jìn)而改變結(jié)合線的位置。
變形
通常是塑料制品于太熱時脫模或是制品切面厚薄不均勻。
1.延長冷卻時間或是成品的切面厚薄一致。
2.均勻公母模的模溫。
3.確認(rèn)成品頂出受力是否均勻。
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