掛套注塑模具設(shè)計(jì)【一模八腔】【說明書+CAD+UG】

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模板四邊都有撬?？?mm深； 頂針底板按模胚大小或高度加垃圾針（支承點(diǎn)）350mm以下為4粒，350mm—550mm為6粒，550mm以上為10粒或按設(shè)墳增加或減少。 有推板的模胚，一定不可以前模道柱后模導(dǎo)套； 前模模板厚度一般等于前模開框深度加25mm—35mm左右，當(dāng)模胚無面板時(shí)，前模模板厚度一般等于前模開框深度加40mm—50mm左右。 后模模板厚度一般等于后模開框深度40—50mm左右，（可在模胚資料上查到標(biāo)準(zhǔn)托板厚度，一般是無需用 托板； 當(dāng)內(nèi)模料鑲CORE是圓形時(shí)，選用有托板的模胚； 當(dāng)有行位或較杯時(shí)邊釘一定要先入10至15mm到斜導(dǎo)柱才可以頂入滑塊內(nèi)，即當(dāng)料導(dǎo)柱特別長時(shí)，應(yīng)前 模導(dǎo)柱，后模導(dǎo)套。以方便加長導(dǎo)柱； 使用頂針板導(dǎo)柱時(shí)，必須配置相應(yīng)的銅質(zhì)導(dǎo)套中托司，頂針板導(dǎo)柱的直徑口，一般與標(biāo)準(zhǔn)模胚的回針直徑相同，但也取決于導(dǎo)柱的長度C，其適用范圍見下表，導(dǎo)柱的長度以伸入托板或B板10mm為宜。 50、60、7、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200、210、220 十、標(biāo)數(shù)基準(zhǔn)當(dāng)一模出多個(gè)CAVITY時(shí)，標(biāo)數(shù)應(yīng)以模具中心為標(biāo)數(shù)基準(zhǔn)，成品標(biāo)數(shù)基準(zhǔn)應(yīng)和成品圖標(biāo)數(shù)基準(zhǔn)一致當(dāng)成品標(biāo)數(shù)基準(zhǔn)點(diǎn)與模具中心對稱時(shí)，應(yīng)按對稱于模具中心標(biāo)數(shù)基準(zhǔn)，當(dāng)一模內(nèi)有多塊內(nèi)模料，一內(nèi)模料出多個(gè)CAVITY時(shí)，如果成品對稱，應(yīng)按對稱于內(nèi)模料標(biāo)數(shù)，如果成品不對稱，應(yīng)從內(nèi)模料單邊標(biāo)數(shù)，即標(biāo)數(shù)首選分中標(biāo)數(shù)，無法分中標(biāo)數(shù)時(shí)，才從內(nèi)模料單邊標(biāo)數(shù)，如以內(nèi)模料單邊標(biāo)數(shù)，應(yīng)以模胚基準(zhǔn)角為標(biāo)數(shù)基準(zhǔn)（OFFSET偏孔）；當(dāng)一模雙出一個(gè)CAVITY時(shí)，應(yīng)從內(nèi)模料單邊標(biāo)數(shù)，且應(yīng)以模胚基準(zhǔn)，角為基碼（OFFSET）偏孔；標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)整潔明了，一般把模胚鋼料，成品數(shù)放在一起圖紙上方和左方，運(yùn)水?dāng)?shù)單獨(dú)放在一起，當(dāng)有行位時(shí)，行位數(shù)應(yīng)和運(yùn)水?dāng)?shù)放在一起，標(biāo)數(shù)應(yīng)完整，特別是鋼料大小，厚度及成品在模圖里的位置不可缺少；頂釘圖、邊數(shù)圖、鑲件圖、標(biāo)數(shù)基準(zhǔn)跟排位圖一致，排位圖確定通過后，未經(jīng)工程人員許可，不可隨意改動師傅位（標(biāo)數(shù)基準(zhǔn)）。 十一、當(dāng)模具是硬模（內(nèi)模料需淬火到HRC45度或以上）時(shí)，必須以模具分中或鋼料分中標(biāo)數(shù)。 十二、運(yùn)水—是用為冷卻內(nèi)模用，通運(yùn)水時(shí)要注意是否成品的每一部分都有適當(dāng)?shù)睦鋮s，即冷卻要均勻，還要注意與頂針鑲針間的距離應(yīng)有3—4mm以上，運(yùn)水塞頭深10mm以上，運(yùn)水到膠位的距離10—15mm較為合適，若以運(yùn)水孔的直徑為D，即運(yùn)水的中心距離為5—8D，當(dāng)制品為聚乙烯（PE）時(shí)，運(yùn)水不宜順著收縮方向設(shè)置，以防制品有較大的變形。 十三、當(dāng)成品有凹，如花紋、側(cè)壁上有孔等采用側(cè)向抽芯即行位出模； 十四、當(dāng)成品側(cè)壁不允許有出模角時(shí)應(yīng)采用側(cè)向抽芯即行位出模；行位分內(nèi)側(cè)抽芯和外側(cè)抽芯，按前后模又可分為前模行位（行位在前模板內(nèi)滑動）和后模行位（行位在后模板內(nèi)滑動）前模行位常用較杯形式，因結(jié)構(gòu)簡單。當(dāng)不能采用較杯開式時(shí)，必須設(shè)計(jì)特殊結(jié)構(gòu)的模胚，即面板與A板間應(yīng)有一次分型； 十五、有行位之模具，行位鑲?cè)牒竽Ｉ疃?，一般不可小?5mm，行位特別小時(shí)可作20mm，當(dāng)并排出兩行時(shí)，行位之間應(yīng)有小于20mm鋼料，以防FIT模時(shí)鋼料變形，畫行位時(shí)要注意行位的斜度，斜邊角一般在15度—25度之間選取，角度太小易燒壞斜邊，角度太大易卡死，即無抽芯，特殊情況下不可超過30度，壓雞斜度應(yīng)比邊角度大2度，當(dāng)行位很高時(shí)作1度，行位壓雞冬茹位寬16—30mm，一般作壓雞厚度的一半左右。當(dāng)滑塊脫模后留在滑槽內(nèi)的滑塊，長度不得小于總長的二分之三，本公司規(guī)定滑塊脫模后必須全部留在滑槽內(nèi)。沒滑塊鑲?cè)牒竽Ｉ顬镠翼仔寬度為B厚度為C滑塊截面各部位相關(guān)尺寸見下表?H﹤3030—4040—5050—6565—100100—160?B6810101215?C81012152025? 十六、當(dāng)行位必須向模具中心抽芯時(shí)，內(nèi)側(cè)行位必須作限條以便于安裝滑塊； 十七、行位分行針孔，行框桶和行膠位，行膠位時(shí)要注意行位的分模線，行西半球一般有10度啤把定位，封膠位不可大于5mm，當(dāng)行位只行一根針時(shí)，應(yīng)采用擔(dān)穿孔的形式； 十八、行位的鋼料，當(dāng)行位要封膠位時(shí)，鋼料跟內(nèi)模料，行位封膠位時(shí)，用王牌，行位鑲件用內(nèi)模料。限條磨板耗用8407? 十九、當(dāng)行位行針孔，而圓心正好在分型面上時(shí)，必須在后模料上作一虎口，以保證鉆孔時(shí)有一段大約10mm是整個(gè)圓孔（燦孔）； 二十、當(dāng)行位的膠位全部在前模時(shí)，行位壓雞（JAN）應(yīng)原力出；（29）行位底要鑼（磨）油坑，油坑為平行四邊形，深度為0.5mm定為1—1.5MM，圓距離10—20mm為防止行位回位，可以采用波子，彈簧等； 二十一、為防止行位回位，首選朝兩側(cè)行，其次朝地行，若有四面都要行位時(shí)，行位才朝天位行，且要作老鼠尾結(jié)構(gòu)保證行位不會回位。 二十二、當(dāng)行位底下落有頂針時(shí)，必須安裝早回機(jī)構(gòu)； 二十三、A、B板間隙1—1.5MM回針長短要合適，比模數(shù)低0.05—0.20mm，千萬不要頂上模； 二十四、當(dāng)成品前模有深腔即脫模力特別大輕易粘前模時(shí)，應(yīng)使用前模縮CORE方式脫模，一般選用無水口板的細(xì)水口板的細(xì)小口模胚（三極模）利用扣雞和拴打螺絲限位，開模進(jìn)由于A、B板之間被扣雞扣死，面與A板之間打開縮CORE，開模一定距離后栓打螺絲限位，扣雞被打開，再開A、B板之后完成脫模； 后?？sCORE成品扣位加工在后模型芯，不是主要縮CORE的內(nèi)CORE上時(shí)，模具B板可活動，縮CORE的內(nèi)CORE固定在托板上實(shí)際上是不能活動的，利用拴打螺絲限位，彈簧頂出，開模時(shí)，在A、B板被打開的同時(shí)，B板與托板之間由于彈簧的力量打開，B板浮起實(shí)現(xiàn)縮CORE，開模一定距離后拴打螺絲限位，A、B板之間繼續(xù)打開之后完成脫模； 二十五、每次工模啟運(yùn)時(shí)一定要先用試運(yùn)水泵測試運(yùn)水，檢驗(yàn)內(nèi)模不滲漏； 二十六、工模啟運(yùn)前必須檢驗(yàn)整套模外表清潔，用膠紙封口； 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 摘 要 注塑成型是塑件生產(chǎn)最常用的方法之一。本設(shè)計(jì)通過注塑模具產(chǎn)品，利用實(shí)體模型測量產(chǎn)品的尺寸，對實(shí)體進(jìn)行建模，并對塑件的材料和塑件結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，并對塑件的模具進(jìn)行設(shè)計(jì)，包括塑件成品的設(shè)計(jì)、工藝參數(shù)的分析與計(jì)算、工作部分的設(shè)計(jì)、模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和加工方案的制定，確定塑件的最佳澆注位置，并通過實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，從而得到對實(shí)際生產(chǎn)來說最合理的澆注位置。在確定模具型腔數(shù)目后，分析產(chǎn)品的氣穴、熔接痕、充填時(shí)間、充填結(jié)束時(shí)的體積溫度、流動前沿處的溫度、速度/時(shí)間轉(zhuǎn)換點(diǎn)壓力、充填結(jié)束時(shí)的壓力、注射位置處壓力等，可確定注塑模具的合理性。最后本運(yùn)用ug 4.0及其EMX4.1模塊來完成模具整體設(shè)計(jì)工作。 關(guān)鍵詞：模具設(shè)計(jì)；UG4.0； I Abstract Plastic shaping be used in common for plastic products to manufacture.Basing on the actual plastic products of electric blanket, the designer uses the actual model to measure the product, creates a model for the actual product and making an analysis to the materials and structure of the product. Designs the plastic mould, including the design of plastic finished product, analysis and account of craft parameter, the design of work piece, mould structure and the processing project. The designer focuses on the design and account work of parting-surface and slide. Using the designer uses Moldflow Plastics Insight 6.1 to make an analysis of the product，deciding the best location. And making a increase Basing on actuality to get the best effect . After deciding the number of cavity for mold ，using Moldflow Plastics Insight 6.1 to make an analysis for air pocket，weld lines，fillingtime，bulk temperatures of sandouting，temperature at flow front，pressure at V/P switchover point，screen out pressure，pressure at injected location and so on， to sure the rationality of mould design. The last using Pro-Engineer4.0 and EMX4.1 module is applied to the whole design. Keywords： mould design；UG4.0； plastic products of electric blanket 目 錄 引言…………………………………………………………………………………2 第一章 設(shè)計(jì)任務(wù)與流程…………………………………………….………..….3 1.1畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)…………………………………………………………………..3 1.2注塑模具設(shè)計(jì)的流程…………………………………………………………..3 第二章 塑件成品、注塑模具設(shè)計(jì)與構(gòu)型…………………………………...….5 2.1 概述…………………………………………………………………………….5 2.2 模具設(shè)計(jì)環(huán)境和應(yīng)用軟件…………………………………………………….5 2.2.1 UG4.0……………………………………………………………………5 2.2.2 AutoCAD………………………………………………………………..5 2.3零件的三維圖和二維工程圖建?！?..…………..5 2.3.1零件的立體圖建模……………………………………………………..5 2.3.2零件的二維工程圖繪制………………………………………………..6 2.4塑件的基本數(shù)據(jù)…………………………………...…………………………..6 2.4.1塑件塑料品種的確定…………………………………………………..6 2.4.2塑件材質(zhì)………………………………………………………………..6 2.4.3塑件體積與質(zhì)量………………………………………………………..9 2.4.4塑件圖及其尺寸公差…………………………………………………..9 2.4.5分型面及排氣形式的確定………………………………………….....10 2.4.6型腔數(shù)的確定與型腔的分布………………………………………….11 第三章 分析設(shè)計(jì)與計(jì)算…………………………………...…………………...12 3.1澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)…………………………………………………...………….12 3.1.1主流道設(shè)計(jì)………………………………………………...…………..13 3.1.2 澆口的設(shè)計(jì)……………………………………………………...…….19 3.2 成型方案…………………………………………………………………...…26 3.2.1 成型部分的設(shè)計(jì)……………………………………...……………….26 3.2.2 成型零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)……………………………………...………….27 3.2.3 成型零部件工作尺寸計(jì)算………………………………………..…..28 3.3 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)…………………………………………………………...……29 3.3.1 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)………………………………………...……………….29 3.4 脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)……………………………………………………...…………30 3.4.1 推桿脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)……………………………………………………30 3.5 冷卻系統(tǒng)的計(jì)算……………………………………………………………...31 3.6 注塑機(jī)相關(guān)參數(shù)的校核…………………………………………………...…34 3.7 模架形式及規(guī)格…………………………………………………………...…37 3.8模具裝配圖與零件圖的繪制……………………………………………..…..38 結(jié) 論…………………………….…………………………………...…………..39 參考文獻(xiàn)……………………………………………………………..……………40 謝　辭…………………………………………………..…………………………41 附 圖……………………………………………...……………………………...42 引 言 模具產(chǎn)品是工業(yè)產(chǎn)品制造的基礎(chǔ)，模具技術(shù)已成為衡量一個(gè)國家產(chǎn)品制造水平的重要標(biāo)志之一。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和社會的高速發(fā)展，產(chǎn)品更新?lián)Q代越來越快，注塑模具設(shè)計(jì)也隨著科技發(fā)展明顯縮短生產(chǎn)周期，用一系列軟件對注塑模具進(jìn)行分析設(shè)計(jì)，大大縮短了生產(chǎn)周期。 本設(shè)計(jì)在注塑模具成型工藝飛速發(fā)展的時(shí)代條件下，用UG4.0軟件進(jìn)行建模，用CAD軟件進(jìn)行工程圖的繪制，多種軟件交替進(jìn)行，為注塑模具設(shè)計(jì)帶來了極大方便，同時(shí)使設(shè)計(jì)更為合理精確，更是大大縮短了注塑模具的設(shè)計(jì)周期，同時(shí)節(jié)約了成本。 本說明書為機(jī)械塑料注射模具設(shè)計(jì)說明書，是根據(jù)塑料模具手冊上的設(shè)計(jì)過程及相關(guān)工藝編寫的。本說明書的內(nèi)容包括：目錄、設(shè)計(jì)指導(dǎo)書、設(shè)計(jì)說明書、參考文獻(xiàn)等。 編寫本說明書時(shí)，力求符合設(shè)計(jì)步驟，詳細(xì)說明了塑料注射模具設(shè)計(jì)方法，以及各種參數(shù)的具體計(jì)算方法，如塑件的成型工藝、塑料脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。 大學(xué)四年的本科學(xué)習(xí)即將結(jié)束，設(shè)計(jì)是其中最后一個(gè)環(huán)節(jié)，是對以前所學(xué)的知識及所掌握的技能的綜合運(yùn)用和檢驗(yàn)。隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，采用模具的生產(chǎn)技術(shù)得到愈來愈廣泛的應(yīng)用。在完成大學(xué)四年的課程學(xué)習(xí)和課程、生產(chǎn)實(shí)習(xí)，我熟練地掌握了機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械原理等專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課方面的知識，對機(jī)械制造、加工的工藝有了一個(gè)系統(tǒng)、全面的理解，達(dá)到了學(xué)習(xí)的目的。 本說明書在編寫過程中，得到老師和同學(xué)的大力支持和熱情幫助，在此謹(jǐn)表謝意。雖然在設(shè)計(jì)中得到了指導(dǎo)老師的用心指導(dǎo)，但由于本人水平有限，而且缺乏經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)中不妥之處在所難免，肯請各位老師指正。 第一章 設(shè)計(jì)任務(wù)與流程 1.1畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù) 設(shè)計(jì)題目：掛套注塑模具設(shè)計(jì)，塑件實(shí)物為掛套，該零件要求具有一定的強(qiáng)度和剛度，其中塑件上的圓形孔與其他零件有配合要求，內(nèi)壁有粗糙度要求，同時(shí)塑件下表面及上表面也應(yīng)平整光滑。 設(shè)計(jì)要求： 1. 繪制該塑件的工程圖，確定塑件所用塑料品種； 2. 為滿足大批量自動化生產(chǎn)的需要，為該塑件設(shè)計(jì)注塑模具。 1.2掛套的注塑模具設(shè)計(jì)的流程 基本內(nèi)容： 塑件設(shè)計(jì)、工藝性分析、確定收縮率和分型面、澆道系統(tǒng)設(shè)計(jì)、冷卻系統(tǒng)、模具結(jié)構(gòu)件設(shè)計(jì)、注射設(shè)備選擇、繪制模具設(shè)計(jì)圖紙。 1.塑件設(shè)計(jì)，利用軟件UG4.0進(jìn)行塑件的立體建模，再在軟件AutoCAD中完成塑件尺寸及公差等技術(shù)要求的標(biāo)注，并輸出工程圖。 2.注塑設(shè)備選擇，確定塑件的型腔數(shù)，并計(jì)算塑件的投影面積，通過注射量的校核、注射力的校核、鎖模力的校核、安裝部分的尺寸校核、開模行程的校核、頂出裝置的校核，結(jié)合注塑設(shè)備的資料確定注塑設(shè)備的型號。 3.確定收縮率和分型面，首先由塑件性能的要求等，確定塑件的塑料，通過查資料確定塑件的收縮率。根據(jù)掛套的工藝及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，確定具體的分型面，大致應(yīng)為掛套的孔中心線所在平面。 4.模架，通過塑件的大小及型腔數(shù)、澆注系統(tǒng)、導(dǎo)向部件、推出機(jī)構(gòu)、調(diào)溫系統(tǒng)等的初步估算，確定使用模架的型號。 5.澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)，本塑件使用的是冷流道澆注系統(tǒng)，在澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，包括流道的設(shè)計(jì)、噴嘴的選擇、主流道襯套的選擇等，還必須研究一模八腔澆注系統(tǒng)的平衡性設(shè)計(jì)。 6.成型零件，確定型腔數(shù)和分型面。對模腔和模芯進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。計(jì)算成型部件的工作尺寸。 7.頂出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，根據(jù)掛套的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)頂出機(jī)構(gòu)。 8.冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 9.零部件加工工藝制定，結(jié)合現(xiàn)代加工手段，利用數(shù)控CNC，電火花，線切割等方法，制定最符合經(jīng)濟(jì)效益的加工工藝。 10.完成整套模具的二維工程圖的繪制。 第二章 塑件成品、注塑模具設(shè)計(jì)與構(gòu)型 2.1 概述 注塑件的模具設(shè)計(jì)是注塑制品加工工序中必不可少的一個(gè)步驟。但不同的模具公司，不同的設(shè)計(jì)人員，采用不同的CAD軟件進(jìn)行模具輔助設(shè)計(jì)，都有自己的一套設(shè)計(jì)過程。本設(shè)計(jì)先用UG4.0進(jìn)行實(shí)體建模，然后經(jīng)過一系列的設(shè)計(jì)最后用CAD軟件完成制圖。 2.2 模具設(shè)計(jì)環(huán)境和應(yīng)用軟件 2.2.1 UG4.0 UG4.0是一個(gè)優(yōu)秀的CAD/CAE/CAM軟件，在模具的設(shè)計(jì)與制造領(lǐng)域，UG4.0較早地在廣東深圳、東莞、廣州以及華東一帶得到廣泛應(yīng)用，由于它的應(yīng)用，可以大大縮短模具設(shè)計(jì)與制造周期，提高模具質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本。 2.2.2 AutoCAD AutoCAD是著名的工程圖畫圖軟件，用以繪制二維工程圖。 2.3零件的三維圖和二維工程圖建模 2.3.1零件的立體圖建模 利用UG4.0分析所給零件的外形和尺寸，利用UG4.0的建模方法，根據(jù)掛套的形狀和使用特點(diǎn)進(jìn)行建模（如圖2-1所示）。 圖2-1：掛套立體圖在UG4.0中建模 2.3.2零件的二維工程圖繪制 工程圖是在設(shè)計(jì)的最后用作指導(dǎo)生產(chǎn)的三視圖圖樣。工程圖圖樣的制作可以說是正式將零件或裝配模型的設(shè)計(jì)歸檔的過程，其正確與否，直接影響到生產(chǎn)部門的生產(chǎn)制作。 2.4塑件的基本數(shù)據(jù) 2.4.1塑件塑料品種的確定 本設(shè)計(jì)中塑件實(shí)物為不透明制件，根據(jù)塑件的使用要求，確定所用塑料應(yīng)是ABS塑料. 2.4.2塑件材質(zhì) 名稱 ：ABS； 中文學(xué)名：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯樹脂； 1.材料性能 該零件選用的是ABS塑料，收縮率為0.6%。 基本特性：ABS是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯共聚而成的。這三種組分的各自特性，使ABS具有良好的綜合力學(xué)性能。丙烯腈使ABS有良好的耐化學(xué)腐蝕性及表面硬度，丁二烯使ABS堅(jiān)韌，苯乙烯使它有良好的加工性和染色性能。ABS無毒、無味，呈微黃色，成形的塑料件有較好的光澤。密度為1.02～1.05g/cm3。 ABS有極好的抗沖壓強(qiáng)度，且在低溫下也不迅速下降。有良好的機(jī)械強(qiáng)度和一定的耐磨性、耐油性、耐水性、化學(xué)穩(wěn)定性和電氣性能。ABS有一定的硬度和尺寸穩(wěn)定性，易于成型加工。經(jīng)過調(diào)色可配成任何顏色。其缺點(diǎn)是耐熱性不高，連續(xù)工作溫度為70°C左右，熱變形溫度為93°C左右。耐氣候性差，在紫外線作用下變硬變脆。 ?主要用途：ABS廣泛用于水表殼、紡織器材、電器零件、文教體育用品、玩具、電子琴及收錄機(jī)殼體、食品包裝容器、農(nóng)藥噴霧器及家具等。 ?成型特點(diǎn)：ABS在升溫時(shí)粘度增高，所以成型壓力比較高，塑料上的脫模斜度宜稍大，ABS易吸水，成型加工前應(yīng)進(jìn)行干燥處理；易產(chǎn)生熔接痕，模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意盡量減少澆口對流道的阻力；在正常的成型條件下，壁厚、熔料溫度及收縮率影響極小。要求塑件精度高時(shí)，模具溫度可控制在50～60°C，要求塑件光澤和耐用時(shí)，應(yīng)控制在60～80°C。 ABS的注射工藝參數(shù) 注射類型 螺桿式 螺桿轉(zhuǎn)速（r/min） 30~60 噴嘴形式 直通式 溫度（℃） 190~200 料筒溫度 前段 （℃） 200~210 中段? （℃） 210~230 后段? （℃） 180~200 模具溫度（℃） 50~80 注射壓力（MPa） 70~120 保壓力（MPa） 50~70 注射時(shí)間（S） 3~5 保壓時(shí)間（S） 15~30 冷卻時(shí)間（S） 15~30 成型周期（S） 40~70 2． 塑件結(jié)構(gòu)工藝性 (1) 尺寸的精度 塑件的尺寸公差推薦值參考《模具設(shè)計(jì)與制造手冊》的2-17，塑件的精度等級參考表2-18。 表二：精度等級的選用： 材料 高精度 一般精度 低精度 ABS 3 4 5 作為一個(gè)鎖扣，其精度不必太高，故選用一般精度IT4。塑料制件公差參考教材《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》表3-8（SJ1372-78）。 (2) 表面粗糙度 作為一個(gè)掛套，其外觀的好與差主要取決于模具型腔的表面粗糙程度。模具的表面粗糙度要比塑件的要求低1~2級，塑件的表面粗糙度一般為Ra0.8-0.2 之間,本產(chǎn)品取Ra0.8，則模具型腔的表面粗糙度Ra0.4。 2.4.3塑件體積與質(zhì)量 取ABS的密度為1.05g/cm3，由UG4.0可算出塑件的體積和質(zhì)量[5]，如圖2-4。 則可計(jì)算零件的體積為：=11.52871cm3 零件質(zhì)量為：= 12.1051455g 圖2-4：UG4.0計(jì)算 2.4.4塑件圖及其尺寸公差 標(biāo)注尺寸在繪制圖紙中是非常重要的一步。傳統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)需要計(jì)算成型零件的加工尺寸，模具型芯和型腔的加工尺寸可以通過公式計(jì)算基本尺寸，S指塑件的平均收縮率。而在使用UG4.0進(jìn)行模具設(shè)計(jì)的過程中，塑件已經(jīng)定義了其收縮率（取0.5%），則不需要通過繁瑣的計(jì)算而直接可以標(biāo)注出成型零部件的基本尺寸。 但尺寸標(biāo)注還有一個(gè)公差的問題，這是無法從軟件自動導(dǎo)出的，需要設(shè)計(jì)者設(shè)定。由于塑料收縮率范圍和穩(wěn)定性各有差異，首先必須合理化確定不同塑料成形塑件的尺寸公差。即由收縮率范圍較大或收縮率穩(wěn)定性較差塑料成形塑件的尺寸公差應(yīng)取得大一些。否則就會出現(xiàn)大量尺寸超差的廢品，為此，各國對塑料件的尺寸公差制訂了國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。中國也曾制訂了部級專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，但大都無相應(yīng)的模具型腔的尺寸公差。德國國家標(biāo)準(zhǔn)中專門制訂了塑件尺寸公差的DIN16901標(biāo)準(zhǔn)及相應(yīng)的模具型腔尺寸公差的DIN16749標(biāo)準(zhǔn)。此標(biāo)準(zhǔn)在世界上具有較大的影響，因而可供塑料模具行業(yè)參考。由于本人沒能收集到這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，則就按照慣例考慮到工廠模具制造的現(xiàn)有條件，模具制造公差取，Δ指塑件的尺寸公差[4]。 本套模具的裝配圖和非標(biāo)準(zhǔn)件零件圖如附圖所示。 塑件大致的尺寸（長×寬×高）為Φ30×Φ14×40（mm）。大多數(shù)尺寸的公差為或更大。對于小于的尺寸的地方就要注意，由于精度比較高，建模時(shí)就應(yīng)該沿減料方向適當(dāng)加大基本尺寸或者增加脫模斜度以便試模后可以修改達(dá)到合乎要求的尺寸精度。 2.4.5分型面及排氣形式的確定 模具上用以取出塑件和凝料的可分離的接觸表面成為分型面，是動模和定模的分界面。注塑模具有一個(gè)分型面也有多個(gè)分型面，分型面應(yīng)盡可能簡單，以便于塑件的脫模和模具的制造，同時(shí)分型面的位置應(yīng)位于塑件的斷面輪廓最大處。分型面還應(yīng)考慮型腔排氣順利、確保塑件質(zhì)量、無損塑件外觀等因素[6]。 分型面設(shè)計(jì)應(yīng)遵循以下原則： 1.分型面的方向盡量采用與注塑機(jī)開模方向垂直的方向； 2.分型面一般開設(shè)在產(chǎn)品的最大截面處； 3.盡量使塑件留在動模一側(cè)； 4.有利于保證塑件的尺寸精度和外觀質(zhì)量等； 5.有利于成型零件的加工與制造。 由于本設(shè)計(jì)塑件采用單分型面，而單分型面無外乎以下三種結(jié)構(gòu)情況： 1.型腔完全在動模一側(cè)。 2.型腔完全在定模一側(cè)。 3.型腔各有一部分在動定模。 根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，依照設(shè)計(jì)原則，本設(shè)計(jì)的型腔完全在動模一側(cè) 排氣方式的確定，由于塑件較小，排氣量小，因此采用分型面及推桿和推桿孔間的間隙排氣。 2.4.6型腔數(shù)的確定與型腔的分布 1. 型腔數(shù)的確定 注塑模具型腔數(shù)的確定與現(xiàn)有注塑機(jī)的規(guī)格、所要求的塑件質(zhì)量、塑件的幾何形狀、塑件成本及交貨期等因素有關(guān)。 針對本設(shè)計(jì)的塑件，由于尺寸精度和重復(fù)精度要求不高，且工件尺寸較小，為使結(jié)構(gòu)簡單，采用一模八腔。 2. 型腔的布置 型腔的排列涉及模具尺寸，澆注系統(tǒng)平衡、模溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及模具在開合模時(shí)的受力平衡等問題。因此在設(shè)計(jì)中應(yīng)根據(jù)各方面的情況進(jìn)行綜合考慮。在本設(shè)計(jì)中由于采用一模八腔，著重考慮模具在開合模時(shí)的受力平衡和澆注系統(tǒng)的平衡，因而型腔對稱方式布置。 第三章 分析設(shè)計(jì)與計(jì)算 3.1澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本要點(diǎn) 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)包括主流道的選擇，分流道截面形狀和尺寸的確定，澆口位置的選擇，澆口形式及澆口截面尺寸的確定。 當(dāng)采用點(diǎn)澆口時(shí)，為了確保分流道的脫落，還應(yīng)注意脫澆口裝置的設(shè)計(jì)。 在設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)，首先是選擇澆口的位置，澆口位置選擇的適當(dāng)與否，將直接關(guān)系到制品的成型質(zhì)量及注射過程是否能順利進(jìn)行。澆口位置的選擇應(yīng)遵循以下原則： 1.設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)，流道應(yīng)盡量減少彎折，表面粗糙度為Ra1.6～Ra0.8mm. 2.設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)考慮到模具是一模一腔還是一模多腔，澆注系統(tǒng)應(yīng)按型腔布局設(shè)計(jì)，盡量與模具中心線對稱。 3.塑膠制品投影面積較大時(shí)，在設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)避免在模具的單面開設(shè)澆口，否則會造成注塑時(shí)受力不均。 4.設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)考慮去除澆口方便，修正澆口時(shí)在塑膠制品上不留痕跡，以保證塑料制品外觀。 5.一模多件時(shí)，應(yīng)防止將大小相差懸殊的塑膠制品放在同一付模具內(nèi)。 6.在設(shè)計(jì)主流道時(shí)，避免熔融的塑膠直接沖擊小直徑型芯及嵌件，以免產(chǎn)生彎曲或折斷。 7.在滿足塑膠成型和排氣良好的前提下，要選取最短流程，這樣可縮短填充時(shí)間。 8.能順利地引導(dǎo)熔融的塑膠填充各個(gè)部位，并在填充過程中不到致產(chǎn)生塑膠渦流、紊亂現(xiàn)象，使型腔內(nèi)的氣體順利排出模外。 9.在成批塑膠制品生產(chǎn)時(shí)，在保證產(chǎn)品質(zhì)量前提下，要縮短冷卻時(shí)間及成型周期。 10.因主流道處有收縮現(xiàn)象，若塑料制品在這個(gè)部位要求精度較高時(shí)，主流道應(yīng)留有加工余量。 11.澆口的位置應(yīng)保證塑膠流入型腔時(shí)，對著型腔中寬暢、厚壁部位，以便于塑料的流入。 12.盡量避免使制品產(chǎn)生熔接痕，或使其熔接痕產(chǎn)生在制品不重要的部位。 3.1.1主流道設(shè)計(jì) 主流道是指連接注塑機(jī)噴嘴與分流道的塑膠通道，是溶料注入模具最先經(jīng)過的一段流道，其形狀，大小會直接影響塑膠的流動和注塑時(shí)間。 1. 垂直式主流道的設(shè)計(jì) 圖（1）是垂直式主流道的形式及設(shè)計(jì)參數(shù)。 d----主流道小端直徑，即主流道與注射機(jī)噴嘴接觸處的直徑。 d=注射機(jī)噴嘴孔徑+（0.5～1）mm L----主流道的長度。根據(jù)模具的具體結(jié)構(gòu)，在設(shè)計(jì)時(shí)確定。 A----主流道的錐度。A一般在2°～4°范圍內(nèi)選取，對粘度大的塑料，A可取3°～6°。但由于受標(biāo)準(zhǔn)錐度鉸刀的限制，應(yīng)盡量選用標(biāo)準(zhǔn)錐度值，或選用標(biāo)準(zhǔn)澆口套。（具體尺寸依本公司制定的澆口套零件尺寸及根據(jù)塑膠的性能以及膠件的大小，選擇合適的規(guī)格進(jìn)行設(shè)計(jì)，注：澆口前端最小尺寸d=3.5mm）.一般而言，尺寸D比D大10%～20%左右。 2.傾斜式主流道的設(shè)計(jì) 在設(shè)計(jì)模具時(shí)，往往由于受制品及模具結(jié)構(gòu)的影響，或者由于澆注系統(tǒng)及腔數(shù)的限制，使主流產(chǎn)偏離模具中心，有時(shí)這一距離很大，造成模具在使用時(shí)出現(xiàn)很多問題。第一：在頂出制品時(shí)，由于頂出不在模具中心，會造成單面披縫過大而產(chǎn)生溢料，上述問題雖然可以采用三板模結(jié)構(gòu)來解決，但這樣會使模具成本提高。所以在上述情況下，采用傾斜式主流道的設(shè)計(jì)可以避免或改進(jìn)其不足。圖（2）是有關(guān)傾斜式主流道的設(shè)計(jì)參數(shù)，傾斜角a主要與塑膠性能有關(guān)，如PE、PP、PA、POM等塑膠，其傾斜角a最大可達(dá)30°；HIPS、ABS、PC等塑膠，傾斜角最大可達(dá)20°.SAN、PMMA不能用傾斜式主流道。傾斜式主流道的其他參數(shù)與垂直式主流道的設(shè)計(jì)相同。 3.分流道設(shè)計(jì) 分流道是塑膠進(jìn)入型腔前的過渡部分，可通過截面的形狀，尺寸大小及方向變化，使塑膠平穩(wěn)進(jìn)入型腔，保證成型的最佳效果，常用分流道的形式及尺寸如表（1）. 1） 影響分流道設(shè)計(jì)的因素 ①、 制品的幾何形狀、壁厚、尺寸大小及尺寸的穩(wěn)定性、內(nèi)在質(zhì)量及外觀質(zhì)量要求。 ②、 塑膠的種類，亦即塑膠的流動性、熔融溫度區(qū)間、固化溫度以及收縮率。 ③、 注塑機(jī)的壓力、加熱溫度及注射速度。 ④、 主流道及分流道的脫落方式。 ⑤、 型腔的布置、澆口位置及澆口形式的選擇。 2） 對分流道的要求 ①、 塑膠流經(jīng)分流道時(shí)的壓力損失及溫度損失要小。 ②、 分流道的固化時(shí)間應(yīng)稍后于制品的固化時(shí)間，以利于壓力的傳遞及保壓。 ③、 保證塑膠的迅速而均勻地進(jìn)入各個(gè)型腔。平衡式分流道如附圖（3） ④、 分流道的長度應(yīng)盡可能短，其容積要小。 ⑤、 要便于加工及刀具選擇。 ⑥、 每節(jié)流道要比下一節(jié)流道大10%～20%左右。如圖（3）， D=d*（1+10%～20%）。 4.分流道的截面分析 1）、圓形截面分流道如圖（4）A，圓形截面分流道的優(yōu)點(diǎn)是表面積與體積之比為最小，在容積相同的分流道中，圓形截面分流道的塑膠與模具接觸的面積為最小，因此其壓力損失及溫度損失小，有利于塑膠的流動及壓力傳遞。其缺點(diǎn)是圓形截面分流道必須在動模及定模上分別加工。 2）、梯形截面分流道如圖（4）B，此種截面與圓形截面相比熱損失較大，但便于分流道的加工及刀具的選擇，因此也是常用的形式。（常用于三板模） 5.分流道的修正 在同一模具上成型兩種大小不同的塑膠制品，為了保證在注塑時(shí)，塑膠能同時(shí)充滿模具上大小不同的型腔，這時(shí)單使用修正澆口大小，不一定能達(dá)到充填平衡效果，必須對分流道進(jìn)行修正才能達(dá)到預(yù)期效果。 由于該塑件擬用臥式注塑機(jī)，因此主流道為錐形流道。由于主流道要與高溫的塑料熔體和噴嘴反復(fù)地接觸和碰撞，容易損壞，所以模具的主流道通常宜設(shè)計(jì)成可拆卸與更換的襯套結(jié)構(gòu)。這樣更可以使主流道穿過模具結(jié)構(gòu)中的兩塊模板結(jié)合處溢料造成主流道凝料脫出的困難。澆口套設(shè)計(jì)如下圖所示。 經(jīng)過設(shè)計(jì)參數(shù)如下： 1. 主流道小端直徑d是與注塑機(jī)噴嘴相配合的，其徑向尺寸應(yīng)大于噴嘴孔徑0.5-1mm，即d=注塑機(jī)噴嘴直徑+（0.5-1）mm，以便當(dāng)主流道與噴嘴同軸度有偏差時(shí)主流道凝料易從定模側(cè)脫出。由最后設(shè)計(jì)可知注塑機(jī)噴嘴直徑取2.5，故d=3.0. 2. α=2°-4°，本設(shè)計(jì)取錐度α為3°。 3. 球面半徑應(yīng)比噴嘴球面半徑大1-2mm，以保證注射過程中噴嘴與模具緊密接觸，防止熔體流入因兩球面配合誤差形成的間隙中，妨礙主流道凝料的脫出。 4. 主流道長度L可根據(jù)定模板座的厚度來確定，一般≤60mm，取L=35， 定位環(huán)設(shè)計(jì)： 為了節(jié)省材料，定位環(huán)與主流道襯套分開設(shè)計(jì)，如下圖所示。其外徑D與注塑機(jī)的定位孔之間采用較松配合。 3.1.2、澆口設(shè)計(jì) 1.澆口的作用 澆口是分流道和型腔之間的連接部分，也是注塑模具澆注系統(tǒng)的最后部分，通過澆口直接使熔融的塑膠進(jìn)入型腔內(nèi)。澆口的作用是使從流道來的熔融塑膠以較快的速度進(jìn)入并充滿型腔，型腔充滿塑膠后，澆口的截面較小，長度要短，這樣才能增大料流速度，快速冷卻封閉，便以使塑膠制品分離，塑膠制品的澆口痕跡亦不明顯。 塑膠制品質(zhì)量的缺陷，如困氣、縮水、夾水紋、分解、沖紋、變形等，往往都是由于澆口設(shè)計(jì)不合理而造成的。 2.影響澆口設(shè)計(jì)的因素 澆口設(shè)計(jì)包括澆口截面形狀及其尺寸確定的因素，就制品而言，包括制品的形狀、大小、壁厚、尺寸精度、外觀質(zhì)量及力學(xué)性能等，制品所用塑膠特性，對澆口設(shè)計(jì)的影響因素是塑膠的成型溫度、粘度（流動性）、收縮率及有無填充物等。此外，在進(jìn)行澆口設(shè)計(jì)時(shí)，還應(yīng)考慮澆口的加工、脫模及清除澆口的難易程度。 3.澆口截面的大小 按照常規(guī)來說，澆口的截面尺寸宜小不宜大，先確定得小一些，然后在試模時(shí)，根據(jù)對型腔的充填情況再進(jìn)行修正。特別是一模多腔的模具，通過修正可使各個(gè)型腔同時(shí)均勻充填。 小澆口可以增加熔料流速，并且熔料經(jīng)過小澆口時(shí)產(chǎn)生很大摩擦而使熔料溫度升高，其表現(xiàn)粘度降低，有利于充填。另外，由于小澆口的固化較快，不會產(chǎn)生過量補(bǔ)縮而降低 的內(nèi)應(yīng)力，同時(shí)可以縮短注射成型周期，便于澆口的去除。 但有些制品的澆口不宜過小，如一些厚壁制品，在注射過程中必須進(jìn)行兩次以上的補(bǔ)壓才能滿足制品的要求，澆口過小會造成澆口處過早固化，使補(bǔ)料困難而造成制品缺陷。 具體澆口截面尺寸的確定，根據(jù)不同的澆口形式和制品大小來確定。 4.澆口位置的確定 澆口位置的選擇，一般應(yīng)注意以下問題： 1）、澆口位置應(yīng)設(shè)在制品最大壁厚處，使塑膠從厚壁流向薄壁，并保持澆口至型腔名處的流程基本一致。 2）、防止?jié)部谔幃a(chǎn)生噴射而在充填過程中產(chǎn)生沖紋。 3）、澆口位置應(yīng)設(shè)在制品的主要受力方向上，因?yàn)樗苣z的流動方向上所承受的拉應(yīng)力和壓應(yīng)力特高，特別是帶填料的增強(qiáng)塑膠，這種情況更加明顯。 4）、在選擇澆口位置時(shí)應(yīng)考慮制品的尺寸要求，因?yàn)樗苣z經(jīng)澆口充填型腔時(shí)，在塑膠的流動方向與垂直流動方向上的收縮不盡相同，所以因考慮到變形和收縮的方向性。 5）、設(shè)計(jì)澆口時(shí)，應(yīng)考慮去除澆口方便，修正澆口時(shí)，在塑膠制品上不貿(mào)痕跡，以保證塑膠制品外觀。 6）、在澆口位置選定后，應(yīng)首先經(jīng)膠件設(shè)計(jì)的工程師認(rèn)可，或用較先進(jìn)的設(shè)備模擬塑膠的流向以及通過經(jīng)驗(yàn)豐富的專業(yè)人員研究，再確認(rèn)澆口的位置是否正確。 5.普通澆口 普通澆口的特點(diǎn)：形狀比較簡單，加工較方便面 在一模多腔的分流道百平衡布置的模具上，修正澆口也比較容易，有時(shí)在生產(chǎn)現(xiàn)場也可以進(jìn)行；幾乎各種塑膠都可使用這種澆口形式。其不足之處是：制品和澆口不能自行脫離，若要使其自行分離必須采取特殊設(shè)計(jì)。 普通澆口的形式及尺寸如表（2）示（mm） 上表尺寸取決于塑膠的流動性及膠件的大小而選擇。 6.點(diǎn)澆口 點(diǎn)澆口具有很多優(yōu)點(diǎn)，幾乎可以應(yīng)用于各種形式的制品。點(diǎn)澆口位置的選擇有較大的自由度，澆口附近的殘余應(yīng)力較小，澆口能自行拉斷且留很小的痕跡。點(diǎn)澆口尤其適用于圓桶形、殼形、盒形制品，但對流動性較差的塑膠不宜用，如PMMA、PC等。常用于ABS、PP、POM等流動性較好的塑膠。對于較大的平板制品可以設(shè)置多個(gè)點(diǎn)澆口，以減小其翹曲變形。 點(diǎn)澆口的缺點(diǎn)是注射壓力損失較大，多數(shù)情況下，必須采用三板模結(jié)構(gòu)，其模具結(jié)構(gòu)相對比較復(fù)雜，成型周期較長。流道與制品比例較大（廢料較多）。其形式及尺寸如圖（5）示。澆口的尺寸依膠件的大小及塑膠的性能而定。 7.潛澆口 潛澆口的設(shè)置比較靈活，可以在制品的內(nèi)外表面很多地方開設(shè)；澆口可以自動脫落且留下很小的痕跡； 潛澆口分推切式及拉切式，不適用于成型較脆性的塑料，如SAN、PMMA、PS，透明料等。其形式及尺寸如附圖（6）中的A、B、C。其中A及C不適用于會因成型時(shí)噴射造成沖紋及漿糊斑，如PC料。 圖中LL1+L2，且L1不能太短，應(yīng)有足夠的距離讓澆口變形脫離型腔，一般情況下，L1應(yīng)至少有8mm。 8.直接澆口 直接澆口由于熔融塑膠經(jīng)澆口直接進(jìn)入型腔，所以壓力損失很小，充型比較容易，并對各種塑膠都能適用。 直接澆口的截面尺寸一般都比較大，澆道的固化時(shí)間較長，所以有足夠的時(shí)間進(jìn)行補(bǔ)料，但在澆口處產(chǎn)生的應(yīng)力也大。且會給去除澆口帶來困難，也會在制品上留下較大痕跡。 直接澆口必須與澆口正對的位置加工一球形冷料穴，并在澆口位置處定模留出一平臺以保證剪澆口后殘留水口不高于膠件表面。直接澆口的形式如附圖（7）。 9.凸耳式澆口 凸耳式澆口主要用于高透明度平板形制品，以及要求變形很小的制品。凸耳澆口的作用是使熔融塑膠從澆口進(jìn)入凸耳時(shí)，由于摩擦熱而改善其流動性，當(dāng)料流沖擊凸耳側(cè)壁時(shí)，使流速降低并改變了流向，在凸耳處均勻而平穩(wěn)地進(jìn)入型腔。從而避免塑件成型時(shí)因噴射所造成的各種缺陷：如沖紋、內(nèi)應(yīng)力引起的變形及其他漿糊斑等。凸耳式澆口適用于成型PC，有面玻璃等塑料，其形式及尺寸如附圖（8）示。 10.扇形澆口 扇形澆口在注塑時(shí)，可以降低制品的內(nèi)應(yīng)力，主要適用于平板制品及淺的殼形或盒形制品及透明料，如PMMA，一定要做扇形澆口，否則有沖紋。其形式及尺寸如附圖（9）示。 　　　　　　　　　　 11.蕉形澆口 適用于在注射成型不允許外表面有任何不良痕跡的膠件，宜用ABS等較軟性塑膠及中小型膠件。如圖（10）示。圖中LL1+L2，且L1不能太短，應(yīng)有足夠距離讓澆口變形脫離型腔，一般情況下，L1應(yīng)至少有8mm。 3.1.3 冷料穴設(shè)計(jì) 冷料穴一般設(shè)在主流道正對面的動模板上，當(dāng)分流道較長且到澆注口有拐角時(shí)，也開設(shè)分流道冷料穴。冷料穴的作用是捕集料流前鋒的“冷料”，防止“冷料”進(jìn)入型腔而影響塑件質(zhì)量，開模時(shí)又能將主流道的凝料拉出。冷料穴的直徑與主流道大端直徑相同或略大一點(diǎn)，長度約為直徑的1-1.5倍。 本設(shè)計(jì)采用的為點(diǎn)澆口，可以采用Z形拉料桿和錐形拉料桿，在這里采用的是錐形拉料桿。其三維截圖如下： 3.2 成型方案 從生產(chǎn)成本和生產(chǎn)效率方面考慮，確定成型的方案，該產(chǎn)品的成型方案采用一模八腔，對稱式布置，澆注形式采用冷流道，澆口為點(diǎn)澆口，分流道為圓形，主流道為圓錐形。 3.2.1 成型部分的設(shè)計(jì) 成型塑件內(nèi)表面或下表面的零件稱凸模或型芯。型芯按復(fù)雜程度和結(jié)構(gòu)形式大致有整體式型芯和組合式型芯。 本設(shè)計(jì)塑件結(jié)構(gòu)簡單，成型用的型芯型腔結(jié)構(gòu)較簡單，可用數(shù)控機(jī)床直接加工。為節(jié)約成本和保證精度，本設(shè)計(jì)采用整體嵌入式，其立體圖如附圖所示。其型芯、型腔結(jié)構(gòu)如下圖所示。 圖1：型腔 圖2：型芯 3.2.2 成型零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 工作尺寸的計(jì)算有型腔與型芯的徑向尺寸、型腔與型芯的高度尺寸、中心距尺寸等的計(jì)算。在計(jì)算時(shí)，必須根據(jù)塑件的尺寸和精度要求來確定相應(yīng)的成型零件的尺寸和精度等級。塑件中方形孔與其他零件有一定的配合要求，其精度為MT3，其余尺寸無配合要求，精度要求不高，故取塑件的均為MT5級；由于塑件的所有尺寸要求都沒有達(dá)到高精度要求，因此，所有工作尺寸按平均收縮率法計(jì)算。 PA的平均收縮率SCP=（Smax+Smin）/2=（0.3%+0.8％）/2=0.55%，取0.50％，△為塑件的尺寸公差，生產(chǎn)實(shí)踐證明，成型零件的制造公差z約為塑件總公差的取1/3-1/4，因此在確定成型零件工作尺寸公差值時(shí)，可取塑件公差值的1/3-1/4，或取IT7-IT8級作為模具的制造公差[10]。 3.２.3 成型零部件工作尺寸計(jì)算 型腔尺寸計(jì)算： 塑件尺寸較小，系數(shù)x=0.75，以下同。 LM= (L(1+ SCP) -3/4△)0+z = (30*(1+ 0.005) -0.75*0.3)0+0.56/3 =29.9250+0.19mm Lｗ= (L1(1+ SCP) -3/4△) 0+z = (26*(1+ 0.005) -0.75*0.3) 0+0.44/3 =25.9050+0.15mm HM= (H(1+ SCP) -2/3△) 0+z = (40*(1+ 0.005) -2/3*0.22) 0+0.20/3 =40.0530+0.07mm 型芯尺寸計(jì)算： LM= (L2(1+ SCP) -x△) 0-z = (18*(1+ 0.005) -0.75*0.28) - 0.28/3 0 =17.88-0.090mm LW1= (L3(1+ SCP) -x△) 0-z = (14*(1+ 0.005) -2/3*0.24) - 0.24/3 0 =13.91-0.080mm HM= (H(1+ SCP) -x△) 0+z = (40*(1+ 0.005) -2/3*0.24) - 0.24/3 0 =40.04-0.080mm 3.3導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.3.1 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位兩種形式，本設(shè)計(jì)采用導(dǎo)柱導(dǎo)向。導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的主要零件是導(dǎo)柱和導(dǎo)套。 1.導(dǎo)柱 導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求[11]： （1） 長度 導(dǎo)柱導(dǎo)向部分的長度應(yīng)比凸模部分高出8-12mm，以免出現(xiàn)導(dǎo)柱未導(dǎo)正方向而型芯先進(jìn)入型腔。 （2） 形狀 導(dǎo)柱前端應(yīng)做成錐臺形或半球形，以使導(dǎo)柱順利的進(jìn)入導(dǎo)向孔。錐形頭高度取與相鄰圓柱直徑的1/3，前端還應(yīng)倒角。 （3） 材料 導(dǎo)柱應(yīng)具有硬而耐磨的表面，堅(jiān)韌而不易折斷的內(nèi)芯，因此多采用20鋼經(jīng)滲碳淬火處理，硬度為50-55HRC，導(dǎo)柱固定部分表面粗糙度Ra為0.8μm，導(dǎo)向部分表面粗糙度Ra為0.8-0.4μm。 （4） 數(shù)量及布置 導(dǎo)柱應(yīng)合理均布在模具分型面的四周，導(dǎo)柱中心至模具邊緣應(yīng)有足夠的距離，以保證模具強(qiáng)度，導(dǎo)柱中心到模具邊緣距離通常為導(dǎo)柱直徑的1-1.5倍。 （5） 配合精度 導(dǎo)柱固定端與模板之間一般采用H7/m6或H7/k6；導(dǎo)柱的導(dǎo)向部分通常采用H7/f7或H8/f7的間隙配合。 2.導(dǎo)套 本設(shè)計(jì)選用帶頭導(dǎo)套，為了方便導(dǎo)套壓入模板同時(shí)便于導(dǎo)柱進(jìn)入導(dǎo)套，在導(dǎo)套端面內(nèi)外倒圓角R，模具導(dǎo)向孔為通孔。 導(dǎo)套內(nèi)孔與導(dǎo)柱之間為間隙配合H7/f7，外表面與模板孔為較緊的過渡配合H8/f7，其前端設(shè)長為3mm的引導(dǎo)部分，按間隙配合H8/e7制造，其粗糙度內(nèi)外表面均為Ra1.6μm。 導(dǎo)套的材料為為20鋼，采用滲碳淬火處理。 3.4脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.4.1推桿脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 推桿是推出機(jī)構(gòu)中最簡單最常見的一種形式。 本設(shè)計(jì)將推桿設(shè)計(jì)成扁推桿即扁頂針，常用直徑為1.5-25mm，本設(shè)計(jì)取直徑為5mm。高度不大于600mm。推桿與推桿孔之間的配合段用H7/f7。材料選用T8A頭部局部淬火。配合表面粗糙度Ra為0.8μm[12]。 在推桿裝入模具后推桿的長度應(yīng)能使推桿的端部高于型腔平面0.05-0.1mm。 推桿結(jié)構(gòu)如下圖所示。 復(fù)位桿的設(shè)計(jì)： 在推桿脫模機(jī)構(gòu)中用復(fù)位桿復(fù)位是最常見的。復(fù)位桿對稱布置，取4根，均布于推桿固定板四周，位于型腔和澆注系統(tǒng)之外。復(fù)位桿端面低于模板平面0.05mm。與復(fù)位桿頭部接觸的定模板應(yīng)淬火。復(fù)位桿的結(jié)構(gòu)及相關(guān)尺寸設(shè)計(jì)如下圖所示。 3.5 冷卻系統(tǒng)的計(jì)算 1) 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 排氣槽的位置和大小主要依靠經(jīng)驗(yàn)，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該注意一下問題： （1） 排氣槽應(yīng)盡量設(shè)置在分型面上，并靠在凹模一側(cè)，以便于模具制造和清理； （2） 排氣槽應(yīng)設(shè)在塑料熔體最后充滿處和塑件厚壁處； （3） 排氣槽的排氣方向不要朝向操作人員，以免注射時(shí)漏料傷人。 排氣槽的截面尺寸，以既有利于排氣又不產(chǎn)生溢料為原則。排氣槽的深度h根據(jù)塑料熔體的粘度而定，一般為0.01mm~0.03mm，熔體粘度低時(shí)取最小值，粘度高時(shí)取最大值，表8-18為幾種常用塑料的排氣槽深度，其中ABS的排氣槽深度為0.03mm。排氣槽的長度L一般可取1.5-2.5mm。排氣槽的后續(xù)導(dǎo)氣溝適當(dāng)增大，以減小排氣阻力，其深度可取0.8-1.5mm，寬度不小于排氣槽寬度W。 排氣槽的截面積可用如下公式進(jìn)行計(jì)算： F＝25m1(273+T1)1/2/tP0 ① 式中：F——排氣槽的截面面積（m2） m1——模具內(nèi)氣體的質(zhì)量(kg) P0——模具內(nèi)氣體的初始壓力（Mp）取0.1Mp T1——模具內(nèi)被壓縮氣體的最終溫度(℃) t——充模時(shí)間(s) 模內(nèi)氣體質(zhì)量按常壓常溫 20℃的氮?dú)饷芏圈?＝1.16kg/m3 計(jì)算，有 m1=ρ0V0 ② 式中：V0——模具型腔的體積（m3） 應(yīng)用氣體狀態(tài)方程可求得上式中被壓縮氣體的最終溫度（℃） T1＝（273+T0）(P1/P)0.1304-273 ② 式中：T0——模具內(nèi)氣體的初始溫度（℃） 由 V＝605mm^3 充模時(shí)間 t=1s 被壓縮氣體最終排氣壓力為P1＝20MPa 由③式得：T1＝(273+20)(20/0.1)0.1304-273=311.7℃ 模具內(nèi)的氣體質(zhì)量由②式得： m1=V0ρ0=0.605×10^-6×1.16kg=0.7018 ×10^-5kg 將數(shù)據(jù)代入①式得：所需排氣槽的截面面積為： F=[25×0.7018×10-5(273+311.7)1/2]/(1×0.1×106)=0.048mm2 查取排氣槽高度h=0.03mm，因此排氣槽的總寬度為： W’’=F/h=0.048/0.03=1.6mm 為了便于加工和有利于排氣，運(yùn)用鑲拼式的型芯結(jié)構(gòu)，與整體式型芯相比，鑲拼型芯使加工和熱處理工藝大為簡化。 2）冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)的有關(guān)公式： qV=WQ1/ρc1(θ1-θ2) ① 式中：qV——冷卻水的體積流量(m3/min) W——單位時(shí)間內(nèi)注入模具中的塑料重量(kg/min) Q1——單位重量的塑料制品在凝固時(shí)所放出的熱量(kJ/kg) ρ——冷卻水的密度(kg/m3) 0.98×10^3 c1——冷卻水的比熱容[kJ/(kg.℃)] 4.187 θ1——冷卻水的出口溫度(℃) 25 θ2——冷卻水的入口溫度(℃) 20 Q1 可表示為：Q1=[c2×(θ3-θ4)+u] 式中：c2——塑料的比熱容[kJ/(kg.℃)] 1.047 Q3——塑料熔體的初始溫度(℃) 200 θ4——塑料制品在推出時(shí)的溫度(℃) 60 u——結(jié)晶型塑料的熔化質(zhì)量焓(kJ/kg) Q1=[c2(θ3-θ4)+u]=1.047(200-60)=146.58kJ/kg 將以上各數(shù)代入①式得： qV=(0.03×146.58)/[0.98×10^3×1.047×(25-20)]m^3/min =0.85×10-3m^3/min 上述計(jì)算的設(shè)定條件是：模具的平均工作溫度為40℃，用常溫20℃的水作為模具的冷卻介質(zhì)，其出口溫度為25℃，產(chǎn)量為0.03kg/min。 由體積流量查表可知所需的冷卻水管的直徑非常小，體積流量也很小，故可不設(shè)冷卻系統(tǒng)，依靠空冷的方式即可。但為滿足模具在不同溫度條件下的使用，可在適當(dāng)?shù)奈恢貌贾弥睆絛 為8mm 的管道來調(diào)節(jié)溫度。 3.6、注塑機(jī)有關(guān)工藝參數(shù)的校核 本制品選用G54-S-200/400螺桿式注塑機(jī)。 其技術(shù)規(guī)格為： 螺桿直徑 55mm 注射容量（理論） 400 cm3 注射重量（PS） 482g 注射壓力 109MPa 注射速率 2000g/s 塑化能力（PS） 31g/s 注射行程 160mm 螺桿轉(zhuǎn)速 16/28/48r/min 料筒加熱功率 10KW 鎖模力 2540KN 拉桿內(nèi)間距（水平X垂直） 290X368mm 允許最大模具厚度 561mm 允許最小模具厚度 165mm 移模行程 666mm 模板最大開距 260mm 油泵電機(jī)功率 18.5KW 油箱容積 456L 機(jī)器尺寸（長X寬X高） 4.7X14.4X1.8m 最小模具尺寸（長X寬） 532X634mm 定位圈直徑 φ100mm 噴嘴前端孔徑 φ4mm 噴嘴前端球面半徑 R13 螺桿與機(jī)箱徑向間隙 <=0.03mm 1、 最大注射量的校核 塑件的重量（或體積）必須與所選擇注射成型機(jī)的最大注射量相適應(yīng)。不然會影響塑件的產(chǎn)量和質(zhì)量。若注射量過大，注射機(jī)利用率降低，浪費(fèi)電能，而且可能導(dǎo)致塑料分解。而最大注射量小于塑件的質(zhì)（重）量，就會成塑件的形狀不完整或內(nèi)部組織疏松，塑件強(qiáng)度下降等缺陷。為了保證正常的注射成型，注射機(jī)的最大注射量應(yīng)稍大于塑件的質(zhì)（重）量或體積（包括流道凝料和飛邊）。通常注射機(jī)的實(shí)際注射量最好在注射機(jī)的最大注射量的80%以內(nèi)。 當(dāng)塑料注射成型機(jī)最大注射量以最大注射容積標(biāo)定時(shí)，按下式校核： KV 400（cm） =11.52871X8+28.29948+2.01914（cm） =122.5483（cm） 故注塑機(jī)符合要求 式中 V----塑料注射成型機(jī)最大注射容積，cm V----塑件的體積（包括塑料制品、澆道凝料和飛邊），cm V----一個(gè)塑件的體積，cm n----型腔數(shù) K----塑料注射成型機(jī)最大注射量的利用系數(shù)，取K=0.8 V----澆注系統(tǒng)的體積，cm 因塑料的體積與壓縮比有關(guān)，故所需塑料體積為： V=KV 式中 K----壓縮比，K可查表3-4 V----塑料的體積，cm 表3-4 常用熱塑性塑料的密度和壓縮比 塑料名稱 密度( g/ cm) 壓縮比K 高壓聚乙烯 0.91～0.94 1.84～2.30 低壓聚乙烯 0.94～0.965 1.725～1.909 聚丙烯 0.90～0.91 1.92~1.96 聚苯乙烯 1.04～1.06 1.90～2.15 硬聚氯乙烯 1.35～1.45 2.3 軟聚氯乙烯 1.16~1.35 2.3 尼龍 1.09～1.14 2.0～2.1 聚甲醛 1.4 1.8～2.0 ABS 1.0～1.1 1.8～2.0 聚碳酸酯 1.2 1.75 醋酸纖維素 1.24～1.34 2.40 實(shí)踐證明，塑料密度和壓縮比對最大注射量的影響不大，一般可以不考慮。 2、鎖模力的校核 1）、鎖模力的校核 鎖模力又稱合模力，是指注射機(jī)的合模機(jī)構(gòu)對模具所能施加的最大夾緊力。當(dāng)熔體充滿型腔時(shí)，注射壓力在型腔內(nèi)所產(chǎn)生的作用力總是力圖使模具沿分型面脹開，為此，注射機(jī)的鎖模力必須大于型腔熔體壓力與塑件及澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之各是和乘積。即 FF=PA100 式中 F----注射機(jī)的分稱鎖模力，N P----模內(nèi)平均壓力（型腔內(nèi)的熔體平均壓力）， 見表3-5 A----塑件、流道、澆口在分型面上的投影面積之和，cm 在注射成型過程中，型腔內(nèi)熔體壓力的大小及其分布與很多因素有關(guān)，如塑料流動性、注射機(jī)類型、噴嘴形式、模具流道阻力、注射壓力、保壓壓力與保壓時(shí)間、熔體溫度、模具溫度、注射速度、塑件壁厚與形狀、流程長度、澆口形式及大小等。因此幾種壓力損耗系數(shù)的變化很大，很難確定，在實(shí)際設(shè)計(jì)中，可用模內(nèi)平均壓力來校核。 2、 模具厚度與注射機(jī)模板閉合厚度。 各種規(guī)格的注射機(jī)，可安裝模具的最大厚度和最小厚度一般都有限制（國產(chǎn)機(jī)械合模的直角注射機(jī)的最小厚度無限制），所設(shè)計(jì)的模具閉合厚度必須在最大厚度與最小厚度之間，即應(yīng)滿足下列關(guān)系： H=H+L 式中 H----模具閉合厚度 H----注射機(jī)允許模具最小厚度 H----注射機(jī)允許模具最大厚度 L----注射機(jī)在模厚方向長度的調(diào)節(jié)量 當(dāng)H大于H時(shí)，則模具無法鎖緊或影響開模行程，尤其是以液壓肘桿式機(jī)構(gòu)合模的注射機(jī)，其肘桿無法撐直，這是不允許的。若H小于H時(shí)，則可采用墊板來調(diào)整，以使模具閉合。 本套設(shè)計(jì)H=421mm小于H=561mm,故符合要求。 同時(shí)，模具外形尺寸不應(yīng)超過注射機(jī)模板尺寸，并小于注射機(jī)拉桿的間距，發(fā)便模具的安裝與調(diào)整。 3.7 模架形式及規(guī)格 根據(jù)模具的總體結(jié)構(gòu)：定模板，A板，B板，頂針面板，頂針底板，墊塊，動模板，采用推桿脫模機(jī)構(gòu)。 而模架的大小是由模芯的大小來確定的，模芯的布置如圖3-18所示，模芯的大小是210×300mm，選取模架大小為450×550mm。 定模板，動模板，墊塊厚度的確定： 定模板的厚度根據(jù)定模鑲塊的厚度