多孔塑料罩注塑模具設(shè)計【三維UG模型】【含7張CAD圖紙】
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課程設(shè)計(說明書)
任務(wù)書
設(shè)計（論文）題目： 多孔塑料罩注塑模具課程設(shè)計說明書
學(xué) 院 名 稱： 機(jī)械工程學(xué)院
專 業(yè)： 材料成型及控制工程
學(xué) 生 姓 名： 學(xué)號： XX
指 導(dǎo) 教 師： XX
XX年12月09日
摘 要
塑料是一種可塑性的合成高分子材料，具有重量輕且堅固，耐化學(xué)腐蝕， 電絕緣性好，價格便宜，可塑性好等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于電腦、手機(jī)、汽車、電機(jī)、 電器、家電和通訊產(chǎn)品制造中。 注塑成形是成形塑件的主要方法之一， 是指使用注塑機(jī)將熱塑性塑料熔體在 高壓下注入到模具內(nèi)經(jīng)冷卻固化獲得產(chǎn)品的方法。注塑的優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)速度快，效 率高，操作可自動化，能成型形狀復(fù)雜的零件，特別適合大量生產(chǎn)。 本次畢業(yè)設(shè)計的產(chǎn)品為多孔塑料罩，具有重量輕，強(qiáng)度高，耐腐蝕，易清潔等 特點(diǎn)，為大批量生產(chǎn)產(chǎn)品。本次設(shè)計在針對產(chǎn)品進(jìn)行工藝性分析后，確定模具分 型面、 型腔數(shù)目、 澆口形式、 位置大??； 其中最重要的是確定型芯和型腔的結(jié)構(gòu)， 以及它們的定位和緊固方式。此外還進(jìn)行了脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計，合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè) 計，冷卻系統(tǒng)的設(shè)計等。最后繪制完整的模具裝配總圖和主要的模具零件圖及編 制成型零部件的制造加工工藝過程卡片。實(shí)踐證明：該模具結(jié)構(gòu)合理、可靠,并 能保證產(chǎn)品質(zhì)量,對此類注塑產(chǎn)品的模具設(shè)計有參考價值。
關(guān)鍵詞：塑料 , 注塑成形 , 模具設(shè)計
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Abstract
Plastic is a synthetic polymer material , with the characteristics of plasticity, light weight, sturdiness, electrical insulation, and which is resistance to chemical corrosion and cheap. It is widely used in computers, mobile phones, cars, motors, electrical, home appliances and communication products manufacturing. Injection molding is one of the main methods of forming plastic parts, it refers to the use of plastic injection machine to inject the thermoplastic melts into the mold under high pressure , after cooled to obtain the products . It has the advantage of fast production speed , high production efficiency , and automated operations , it can form the shape of complex parts, particularly suitable for mass production. The production of graduation project is power button , which has a light weight , high strength , corrosion resistance and easy cleaning features for mass production . After analysis the process of the product , the mold parting line , cavity number , gate form , gate location can be determined , one of the most important is to identify core and cavity structures , as well as their positioning and fastening methods. In addition, it also carries out the design of stripping agencies , mold-oriented organizations and the cooling system .At last, draw a complete mold assembly drawing , major parts diagram , and draw up cards of parts manufacturing and processing process . It is proved that the mold structure is reasonable , reliable and can guarantee product quality , and is valuable for the injection mold design of such products .
Keywords:
Plastic , Injection molding , Mold design
目 錄
第一章 前言 1
1.1 模具在加工工業(yè)中的地位 1
1.2 模具的發(fā)展趨勢 2
1.3 設(shè)計在學(xué)習(xí)模具制造中的作用 3
第二章 塑料的工藝分析 4
2.1 塑件元件圖及技術(shù)要求 4
2.2 原料（PP）的成型特性和工藝參數(shù) 5
2.2.1 PP塑料主要的性能指標(biāo) 5
2.2.2 PP的注射成型工藝參數(shù) 6
第三章 注塑設(shè)備的選擇 7
3.1 注射成型工藝條件 7
3.1.1 模具所需塑料熔體注射量 7
3.1.2 分型面上的投影面積及所需鎖模力 8
3.2 選擇注射機(jī) 9
3.3 模架的選定 9
3.4 注射機(jī)的校核 9
3.4.1 最大注射量的校核 9
3.4.2 鎖模力校核 9
3.4.3 模具與注射機(jī)安裝部分相關(guān)尺寸校核 10
第四章 型腔布局與分型面設(shè)計 11
4.1 型腔的布局 11
4.2 分型面的設(shè)計 11
第五章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 12
5.1 主流道的設(shè)計 12
5.2 主流道襯套的設(shè)計 13
5.3 分流道的設(shè)計 14
5.4 澆口的選擇 15
5.4.1 澆口的選用 16
5.4.2 澆口位置的選用 16
5.4.3 澆注系統(tǒng)的平衡 17
5.4.4 排氣的設(shè)計 17
第六章 成型零件的設(shè)計 17
6.1 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 18
6.1.1 凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計 18
6.2 成型零件工作尺寸計算 18
6.2.1 外形尺寸 19
第七章 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計 20
7.1 導(dǎo)柱結(jié)構(gòu) 20
7.2 導(dǎo)套結(jié)構(gòu) 21
7.3 側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計 22
7.3.1 抽拔力 22
7.3.2 抽芯距 23
第八章 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計 24
8.1 脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計的總原則 24
8.2 推桿設(shè)計 25
8.2.1 推桿的形狀 25
8.2.2 推桿的位置和布局 26
第九章 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計 26
9.1 模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計 27
9.2 模具加熱系統(tǒng)的設(shè)計 28
第十章 模具的裝配 29
10.1 模具的裝配順序 30
10.2 開模過程分析 31
參考文獻(xiàn) 31
中國模具業(yè)的發(fā)展 32
致 謝 35
課程設(shè)計(說明書)
第一章 前言
光陰似梭，大學(xué)四年的學(xué)習(xí)一晃而過，為具體的檢驗(yàn)這二年來的學(xué)習(xí)效果，綜合檢測理論在實(shí)際應(yīng)用中的能力，除了平時的考試、實(shí)驗(yàn)測試外，更重要的是理論聯(lián)系實(shí)際，即此次設(shè)計的課題為多孔塑料罩的注塑模具。
本次畢業(yè)設(shè)計課題來源于生活，應(yīng)用廣泛，但成型難度大，模具結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，對模具工作人員是一個很好的考驗(yàn)。它能加強(qiáng)對塑料模具成型原理的理解，同時鍛煉對塑料成型模具的設(shè)計和制造能力。
本次設(shè)計以注射多孔塑料罩模具為主線，綜合了成型工藝分析，模具結(jié)構(gòu)設(shè)計，最后到模具零件的加工方法，模具總的裝配等一系列模具生產(chǎn)的所有過程。能很好的學(xué)習(xí)致用的效果。在設(shè)計該模具的同時總結(jié)了以往模具設(shè)計的一般方法、步驟，模具設(shè)計中常用的公式、數(shù)據(jù)、模具結(jié)構(gòu)及零部件。把以前學(xué)過的基礎(chǔ)課程融匯到綜合應(yīng)用本次設(shè)計當(dāng)中來，所謂學(xué)以致用。在設(shè)計中除使用傳統(tǒng)方法外，同時引用了CAD、Pro/E等技術(shù)，使用Office軟件，力求達(dá)到減小勞動強(qiáng)度，提高工作效率的目的。
本次設(shè)計中得到了常林楓老師的指點(diǎn)，同時也非常感謝機(jī)械學(xué)院各位老師的精心教誨。
由于實(shí)際經(jīng)驗(yàn)和理論技術(shù)有限，設(shè)計的錯誤和不足之處在所難免，希望各位老師批評指正。
1.1 模具在加工工業(yè)中的地位
模具是利用其特定形狀去成型具有一定的形狀和尺寸制品的工具。在各種材料加工工業(yè)中廣泛的使用著各種模具。例如金屬鑄造成型使用的砂型或壓鑄模具、金屬壓力加工使用的鍛壓模具、冷壓模具等各種模具。
對模具的全面要求是：能生產(chǎn)出在尺寸精度、外觀、物理性能等各方面都滿足使用要求的公有制制品。以模具使用的角度，要求高效率、自動化操作簡便；從模具制造的角度，要求結(jié)構(gòu)合理、制造容易、成本低廉。
模具影響著制品的質(zhì)量。首先，模具型腔的形狀、尺寸、表面光潔度、分型面、進(jìn)澆口和排氣槽位置以及脫模方式等對制件的尺寸精度和形狀精度以及制件的物理性能、機(jī)械性能、電性能、內(nèi)應(yīng)力大小、各向同性性、外觀質(zhì)量、表面光潔度、氣泡、凹痕、燒焦、銀紋等都有十分重要的影響。其次，在加工過程中，模具結(jié)構(gòu)對操作難以程度影響很大。在大批量生產(chǎn)塑料制品時，應(yīng)盡量減少開模、合模的過程和取制件過程中的手工勞動，為此，常采用自動開合模自動頂出機(jī)構(gòu)，在全自動生產(chǎn)時還要保證制品能自動從模具中脫落。另外模具對制品的成本也有影響。當(dāng)批量不大時，模具的費(fèi)用在制件上的成本所占的比例將會很大，這時應(yīng)盡可能的采用結(jié)構(gòu)合理而簡單的模具，以降低成本。
現(xiàn)代生產(chǎn)中，合理的加工工藝、高效的設(shè)備、先進(jìn)的模具是必不可少是三項(xiàng)重要因素，尤其是模具對實(shí)現(xiàn)材料加工工藝要求、塑料制件的使用要求和造型設(shè)計起著重要的作用。高效的全自動設(shè)備也只有裝上能自動化生產(chǎn)的模具才有可能發(fā)揮其作用，產(chǎn)品的生產(chǎn)和更新都是以模具的制造和更新為前提的。由于制件品種和產(chǎn)量需求很大，對模具也提出了越來越高的要求。因此促進(jìn)模具的不斷向前發(fā)展。
1.2 模具的發(fā)展趨勢
近年來，模具增長十分迅速，高效率、自動化、大型、微型、精密、高壽命的模具在整個模具產(chǎn)量中所占的比重越來越大。從模具設(shè)計和制造角度來看，模具的發(fā)展趨勢可分為以下幾個方面：
（1） 加深理論研究
在模具設(shè)計中，對工藝原理的研究越來越深入，模具設(shè)計已經(jīng)有經(jīng)驗(yàn)設(shè)計階段逐漸向理論技術(shù)設(shè)計各方面發(fā)展，使得產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量都得到很大的提高。
（2） 高效率、自動化
大量采用各種高效率、自動化的模具結(jié)構(gòu)。高速自動化的成型機(jī)械配合以先進(jìn)的模具，對提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)率，降低成本起了很大的作用。
（3） 大型、超小型及高精度
由于產(chǎn)品應(yīng)用的擴(kuò)大，于是出現(xiàn)了各種大型、精密和高壽命的成型模具，為了滿足這些要求，研制了各種高強(qiáng)度、高硬度、高耐磨性能且易加工、熱處理變形小、導(dǎo)熱性優(yōu)異的制模材料。
（4） 革新模具制造工藝
在模具制造工藝上，為縮短模具的制造周期，減少鉗工的工作量，在模具加工工藝上作了很大的改進(jìn)，特別是異形型腔的加工，采用了各種先進(jìn)的機(jī)床，這不僅大大提高了機(jī)械加工的比重，而且提高了加工精度。
（5） 標(biāo)準(zhǔn)化
開展標(biāo)準(zhǔn)化工作，不僅大大提高了生產(chǎn)模具的效率，而且改善了質(zhì)量，降低了成本。
1.3 設(shè)計在學(xué)習(xí)模具制造中的作用
通過對模具專業(yè)的學(xué)習(xí)，掌握了常用材料在各種成型過程中對模具的工藝要求，各種模具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及設(shè)計計算的方法，以達(dá)到能夠獨(dú)立設(shè)計一般模具的要求。在模具制造方面，掌握一般機(jī)械加工的知識，塑料材料的選擇和熱處理，了解模具結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，根據(jù)不同情況選用模具加工新工藝。
畢業(yè)設(shè)計能夠?qū)σ陨细鞣矫娴囊蠹右造`活運(yùn)用，綜合檢驗(yàn)大學(xué)期間所學(xué)的知識。
第二章 塑料的工藝分析
2.1 塑件元件圖及技術(shù)要求
圖1-1 多孔塑料罩
技術(shù)要求：1.壁厚均勻；2.塑件不可以有裂紋和變形缺陷；3.脫模斜度3′～1o；4.未注圓角R1～R2。
2.2 原料（PP）的成型特性和工藝參數(shù)
聚丙烯，是由丙烯聚合而制得的一種熱塑性樹脂。按甲基排列位置分為等規(guī)聚丙烯（isotactic polypropylene）、無規(guī)聚丙烯（atactic polypropylene）和間規(guī)聚丙烯（syndiotactic polypropylene）三種。
甲基排列在分子主鏈的同一側(cè)稱等規(guī)聚丙烯，若甲基無秩序的排列在分子主鏈的兩側(cè)稱無規(guī)聚丙烯，當(dāng)甲基交替排列在分子主鏈的兩側(cè)稱間規(guī)聚丙烯。一般工業(yè)生產(chǎn)的聚丙烯樹脂中，等規(guī)結(jié)構(gòu)含量約為95%，其余為無規(guī)或間規(guī)聚丙烯。工業(yè)產(chǎn)品以等規(guī)物為主要成分。聚丙烯也包括丙烯與少量乙烯的共聚物在內(nèi)。通常為半透明無色固體，無臭無毒。由于結(jié)構(gòu)規(guī)整而高度結(jié)晶化，故熔點(diǎn)可高達(dá)167℃。耐熱、耐腐蝕，制品可用蒸汽消毒是其突出優(yōu)點(diǎn)。密度小，是最輕的通用塑料。缺點(diǎn)是耐低溫沖擊性差，較易老化，但可分別通過改性予以克服。
共聚物型的PP材料有較低的熱變形溫度（100℃）、低透明度、低光澤度、低剛性，但是有更強(qiáng)的抗沖擊強(qiáng)度，PP的沖擊強(qiáng)度隨著乙烯含量的增加而增大。PP的維卡軟化溫度為150℃。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。
PP的熔體質(zhì)量流動速率（MFR）通常在1~100。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，共聚型的抗沖強(qiáng)度比均聚型的要高。由于結(jié)晶，PP的收縮率相當(dāng)高，一般為1.6~2.0%。
2.2.1 PP塑料主要的性能指標(biāo)
密度 (g/ cm) 1.03——1.05
收縮率 % 0.3~0.8
熔 點(diǎn) ℃ 130~160
熱變形溫度 45N/cm 65~98
彎曲強(qiáng)度 Mpa 80
拉伸強(qiáng)度 MPa 35~49
拉伸彈性模量 GPa 1.8
彎曲彈性模量 Gpa 1.4
壓縮強(qiáng)度 Mpa 18~39
缺口沖擊強(qiáng)度 kJ/㎡ 11~20
硬 度 HR R62~86
體積電阻系數(shù) Ωcm 1013
擊穿電壓 Kv.mm-1 15
介電常數(shù) 60Hz 3.7
2.2.2 PP的注射成型工藝參數(shù)
注塑機(jī)類型 螺桿式
噴嘴形式 通用式
計算收縮率 ％ 0.3——0.8
預(yù)熱溫度 ℃ 80——85
時間 h 2——3
料筒后段 ℃ 150——170
料筒中段 ℃ 165——180
料筒前段 ℃ 180——200
噴嘴溫度 ℃ 170——180
模具溫度 ℃ 50——80
注塑壓 MPa 60——100
保壓 MPa 40——60
注塑時間 S 20——90
高壓時間 S 0——5
冷卻時間 S 20——120
周期 S 50——220
螺桿轉(zhuǎn)速 r/min 30
后處理 紅外線烘燈鼓風(fēng)烘箱
溫度 ℃ 70
時間 S 2——4
第三章 注塑設(shè)備的選擇
3.1 注射成型工藝條件
3.1.1 模具所需塑料熔體注射量
該產(chǎn)品材料為PP，查書本得知其密度為0.9-1.05g/m3，收縮率為0.3%-0.8%，計算其平均密度為0.92 g/m3，平均收縮率為0.55﹪。
一幅模具所需塑料的體積：
V= n V1 + V2 =1.6nV1=120 cm3
式中V1——單個塑件的體積；
V2——澆注系統(tǒng)的體積（在學(xué)校設(shè)計時V2=0.6 nV1）；
n——初步設(shè)定的型腔數(shù)量（取1）。
質(zhì)量M=ρV=74.2g。
3.1.2 分型面上的投影面積及所需鎖模力
塑件和流道凝料在分型面上的投影面積：
A= n A1 + A2 =1.35nA1=306.3cm2
式中A1——單個塑件在分型面上的投影面積；
A2——流道凝料在分型面上的投影面積。
所需鎖模力：
Fm=(n A1 + A2) P型 =1072.05KN
式中P型——塑料熔體對型腔的平均壓力（取35MPa）。
3.2 選擇注射機(jī)
根據(jù)塑料制品的體積或質(zhì)量，查書可選定注塑機(jī)型號為HTF120X。
3.3 模架的選定
根據(jù)塑件選定模架為：CI-2730-A60-B80-C80。見圖3.1：
圖3-1 塑件模架
3.4 注射機(jī)的校核
3.4.1 最大注射量的校核
注塑機(jī)的最大注塑量應(yīng)大于制品的質(zhì)量或體積（包括流道及澆口凝料和飛邊），通常注塑機(jī)的實(shí)際注塑量最好是注塑機(jī)的最大注塑量的80%。所以選用的注塑機(jī)最大注塑量應(yīng)滿足：
0.8 V機(jī) ≥ V塑＋V澆
式中V機(jī)——注塑機(jī)的最大注塑量，416cm3
V塑——塑件的體積，該產(chǎn)品V塑＝83cm3
V澆——澆注系統(tǒng)體積，該產(chǎn)品V澆＝50cm3
故 V機(jī)≥166cm3
選定的注塑機(jī)的注射容積為179cm3，滿足要求。
3.4.2 鎖模力校核
鎖模力是指注射機(jī)的鎖模機(jī)構(gòu)對模具所施加的最大夾緊力。當(dāng)高壓的塑料熔體充滿型腔時，會沿鎖模力方向產(chǎn)生一個很大的帳型力。因此，注射機(jī)的鎖模力必須大于該模的帳型力，即
F ≥k0AP塑
式中P塑——型腔的平均壓力；
k0 ——鎖模力安全系數(shù)，一般取k0＝1.1~1.2，本設(shè)計取1.2；
F——注塑機(jī)的額定鎖模力。
故F ≥k0AP塑＝1286.46KN，
選定的注塑機(jī)的壓力為2000KN，滿足要求。
3.4.3 模具與注射機(jī)安裝部分相關(guān)尺寸校核
A 模具閉合高度長寬尺寸要與注塑機(jī)模板尺寸和拉桿間距相合適
模具長×模具寬<拉桿面積
B模具閉合高度校核
Hmin——注塑機(jī)允許最小模厚=130mm
Hmax——注塑機(jī)允許最大模厚=220mm
H——模具閉合高度=180mm
故滿足Hmax＞H＞Hmin。
（1） 開模行程校核
注塑機(jī)的最大行程與模具厚度有關(guān)（如全液壓合模機(jī)構(gòu)的注塑機(jī)），故注塑機(jī)的開模行程應(yīng)滿足下式：
S機(jī)————注塑機(jī)最大開模行程，230mm;
H1———頂出距離，16mm；
H2————包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的塑件高度，52mm;
S機(jī)－(H模－Hmin)＞H1＋H2＋(5～10)
因?yàn)楸灸＞叩臐沧⑾到y(tǒng)和塑件的特殊關(guān)系，澆注系統(tǒng)和塑件的高度就已經(jīng)包括了頂出距離。
故：
230－(180－130)＞62＋(5～10)
滿足條件。
第四章 型腔布局與分型面設(shè)計
4.1 型腔的布局
考慮到模具成型零件和抽芯結(jié)構(gòu)以及出模方式的設(shè)計，模具的型腔排列方式如圖4-1所示：
圖3-1 型腔圖
4.2 分型面的設(shè)計
分型面位置選擇的總體原則，是能保證塑件的質(zhì)量、便于塑件脫模及簡化模具的結(jié)構(gòu)，分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)設(shè)計、塑件的結(jié)構(gòu)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(yīng)綜合分析比較具體可以從以下方面進(jìn)行選擇。
1.分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處。
2.便于塑件順利脫模，盡量使塑件開模時留在動模一邊。
3.保證塑件的精度要求。
4.滿足塑件的外觀質(zhì)量要求。
5.便于模具加工制造。
6.對成型面積的影響。
7.對排氣效果的影響。
8.對側(cè)向抽芯的影響。
圖4-2 塑件分型面
第五章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計
5.1 主流道的設(shè)計
主流道是一端與注射機(jī)噴嘴相接觸，可看作是噴嘴的通道在模具中的延續(xù)，另一端與分流道相連的一段帶有錐度的流動通道。形狀結(jié)構(gòu)如圖5-1所示，其設(shè)計要點(diǎn)：
圖5-1 主流道結(jié)構(gòu)
1.主流道設(shè)計成圓錐形，其錐角可取2°~6°，流道壁表面粗糙度取Ra=0.63μm，且加工時應(yīng)沿道軸向拋光。
2.主流道前端凹坑球面半徑R2比注射機(jī)的噴嘴球半徑R1大1~2 mm；球面凹坑深度3~5mm；主流道始端入口直徑d比注射機(jī)的噴嘴孔直徑大0.5~1mm。
3.主流道末端呈圓無須過渡，圓角半徑r=1~3mm。
4.主流道長度L以小于60mm為佳，最長不宜超過95mm。
5.主流道常開設(shè)在可拆卸的主流道襯套上；其材料常用T10A鋼，熱處理淬火后硬度53~57HRC。
5.2 主流道襯套的設(shè)計
因?yàn)椴捎玫挠型羞缶?，所以用定位圈配合固定在模具的面板上。定位圈也是?biāo)準(zhǔn)件，外徑為Φ150mm，內(nèi)徑Φ28mm。
□ 具體固定形式如圖5-2所示：
圖5-2 襯套結(jié)構(gòu)
5.4 澆口的選擇
澆口亦稱進(jìn)料口，是連接分流道與型腔的通道，除直接澆口外，它是澆注系統(tǒng)中截面最小的部分，但卻是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，澆口的位置、形狀及尺寸對塑件性能和質(zhì)量的影響很大。
5.4.1 澆口的選用
它是流道系統(tǒng)和型腔之間的通道,這里我們采用輪輻式澆口：
1.澆口在成形自動切數(shù)斷，故有利于自動成形。
2.澆口的痕跡不明顯，通常不必后加工。
3.澆口之壓力損失大，必須高之射出壓力。
4.澆口部份易被固化之殘錙樹脂堵住。
它常用于成型中、小型塑料件的一模多腔的模具中，也可用于單型腔模具或表面不允許有較大痕跡的塑件。
5.4.2 澆口位置的選用
模具設(shè)計時，澆口的位置及尺寸要求比較嚴(yán)格，初步試模后還需進(jìn)一步修改澆口尺寸，無論采用何種澆口，其開設(shè)位置對塑件成型性能及質(zhì)量影響很大，因此合理選擇澆口的開設(shè)位置是提高質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，同時澆口位置的不同還影響模具結(jié)構(gòu)?？傊顾芗哂辛己玫男阅芘c外表，一定要認(rèn)真考慮澆口位置的選擇。
通常要考慮以下幾項(xiàng)原則：
1.盡量縮短流動距離。
2.澆口應(yīng)開設(shè)在塑件壁厚最大處正文。
3.必須盡量減少熔接痕。
4.應(yīng)有利于型腔中氣體排出。
5.考慮分子定向影響。
6.避免產(chǎn)生噴射和蠕動。
7.澆口處避免彎曲和受沖擊載荷。
8.注意對外觀質(zhì)量的影響。
由于此塑件為外觀件，所以外觀不能有瑕疵，由于產(chǎn)量關(guān)系，最后定為側(cè)澆口，以節(jié)省成本，追求最大效益。
5.4.3 澆注系統(tǒng)的平衡
對于中小型塑件的注射模具己廣泛使用一模多腔的形式，設(shè)計應(yīng)盡量保證所有的型腔同時得到均一的充填和成型。一般在塑件形狀及模具結(jié)構(gòu)允許的情況下，應(yīng)將從主流道到各個型腔的分流道設(shè)計成長度相等、形狀及截面尺寸相同（型腔布局為平衡式）的形式，否則就需要通過調(diào)節(jié)澆口尺寸使各澆口的流量及成型工藝條件達(dá)到一致，這就是澆注系統(tǒng)的平衡。顯然，我們設(shè)計的模具是平衡式的，即從主流道到各個型腔的分流道的長度相等，形狀及截面尺寸都相同。
5.4.4 排氣的設(shè)計
排氣槽的作用主要有兩點(diǎn)。一是在注射熔融物料時，排除模腔內(nèi)的空氣；二是排除物料在加熱過程中產(chǎn)生的各種氣體。越是薄壁制品，越是遠(yuǎn)離澆口的部位，排氣槽的開設(shè)就顯得尤為重要。另外對于小型件或精密零件也要重視排氣槽的開設(shè)，因?yàn)樗四鼙苊庵破繁砻孀苽妥⑸淞坎蛔阃?，還可以消除制品的各種缺陷，減少模具污染等。那么，模腔的排氣怎樣才算充分呢？一般來說，若以最高的注射速率注射熔料，在制品上卻未留下焦斑，就可以認(rèn)為模腔內(nèi)的排氣是充分的。
適當(dāng)?shù)亻_設(shè)排氣槽，可以大大降低注射壓力、注射時間、保壓時間以及鎖模壓力，使塑件成型由困難變?yōu)槿菀?，從而提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，降低機(jī)器的能量消耗。其設(shè)計往往主要靠實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，通過試模與修模再加以完善，此模我們利用模具零部件的配合間隙及分型面自然排氣。
第六章 成型零件的設(shè)計
模具中決定塑件幾何形狀和尺寸的零件稱為成型零件，包括凹模、型芯、鑲塊、成型桿和成型環(huán)等。成型零件工作時，直接與塑料接觸，塑料熔體的高壓、料流的沖刷，脫模時與塑件間還發(fā)生摩擦。因此，成型零件要求有正確的幾何形狀，較高的尺寸精度和較低的表面粗糙度，此外，成型零件還要求結(jié)構(gòu)合理，有較高的強(qiáng)度、剛度及較好的耐磨性能。
設(shè)計成型零件時，應(yīng)根據(jù)塑料的特性和塑件的結(jié)構(gòu)及使用要求，確定型腔的總體結(jié)構(gòu)，選擇分型面和澆口位置，確定脫模方式、排氣部位等，然后根據(jù)成型零件的加工、熱處理、裝配等要求進(jìn)行成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計，計算成型零件的工作尺寸，對關(guān)鍵的成型零件進(jìn)行強(qiáng)度和剛度校核。
6.1 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計
6.1.1 凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計
凹模是成型產(chǎn)品外形的主要部件，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是隨產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和模具的加工方法而變化。
組合鑲拼方式的優(yōu)點(diǎn)：對于形狀復(fù)雜的型腔，若采用整體式結(jié)構(gòu)，比較難加工。所以采用組合式的凹模結(jié)構(gòu)。同時可以使凹模邊緣的材料的性能低于凹模的材料，避免了整體式凹模采用一樣的材料不經(jīng)濟(jì)，由于凹模的鑲拼結(jié)構(gòu)可以通過間隙利于排氣，減少母模熱變形。對于母模中易磨損的部位采用鑲拼式，可以方便模具的維修，避免整體的凹模報廢。
組合式凹模簡化了復(fù)雜凹模的機(jī)加工工藝，有利于模具成型零件的熱處理和模具的修復(fù)，有利于采用鑲拼間隙來排氣，可節(jié)省貴重模具材料。本設(shè)計凹模結(jié)構(gòu)如圖6-1所示。
圖6-1 凹模結(jié)構(gòu)圖
6.2 成型零件工作尺寸計算
所謂成型零件的工作尺寸是指成型零件上直接構(gòu)成型腔腔體的部位的尺寸，其直接對應(yīng)塑件的形狀與尺寸。鑒于影響塑件尺寸精度的因素多且復(fù)雜，塑件本身精度也難以達(dá)到高精度，為了計算簡便，規(guī)定如下：
1.塑件的公差：塑件的公差規(guī)定按單向極限制，制品外輪廓尺寸公差取負(fù)值“”，制品叫做腔尺寸公差取正值“”，若制品上原有公差的標(biāo)注方法與上不符，則應(yīng)按以上規(guī)定進(jìn)行轉(zhuǎn)換。而制品孔中心距尺寸公差按對稱分布原則計算，即取。
2.模具制造公差：實(shí)踐證明，模具制造公差可取塑件公差的~，即δz=，而且按成型加工過程中的增減趨向取“+”、“-”符號，型腔尺寸不斷增大，則取“+δz”,型芯尺寸不斷減小則取“-δz”，中心距尺寸取“”?，F(xiàn)取。
3.模具的磨損量：實(shí)踐證明，對于一般的中小型塑件，最大磨損量可取塑件公差的，對于大型塑件則取以下。另外對于型腔底面（或型芯端面），因?yàn)槊撃７较虼怪保誓p量δc=0。
4.塑件的收縮率：塑件成型后的收縮率與多種因素有關(guān)，通常按平均收縮率計算。
=%=2%
5. 模具在分型面上的合模間隙：由于注射壓力及模具分型面平面度的影響，會導(dǎo)致動模、定模注射時存在著一定的間隙。一般當(dāng)模具分型的平面度較高、表面粗糙度較低時，塑件產(chǎn)生的飛邊也小。飛邊厚度一般應(yīng)小于是0.02~0.1mm。
6.2.1 外形尺寸
根據(jù)公式： LM=
=100mm, LM=100.50
=84mm, LM=84.42
=64mm, LM=64.32
=50mm, LM=50.25
式中：s——塑料的平均收縮率，PP為0.55%；
——塑件外徑尺寸（取45mm）；
——修正系數(shù)（取0.75）；
——塑件尺寸公差，見上塑料尺寸公差值；
——模具制造誤差，其他誤差忽略，當(dāng)尺寸小于50mm時， ；當(dāng)塑件尺寸大于50mm 時，。
第七章 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計
導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計要點(diǎn)：
1.小型模具一般只設(shè)置兩根導(dǎo)柱，當(dāng)其元合模方位要求，采用等徑且對稱布置的方法，若有合模方位要求時，則應(yīng)采取等徑不對稱布置，或不等徑對稱布置的形式。大中型模具常設(shè)置三個或四個導(dǎo)柱，采取等徑不對稱布置，或不等徑對稱布置的形式。
2.直導(dǎo)套常應(yīng)用于簡單模具或模板較薄的模具；Ⅰ型帶頭導(dǎo)套主要應(yīng)用于復(fù)雜模具或大、中型模具的動定模導(dǎo)向中；Ⅱ型帶頭導(dǎo)套主要應(yīng)用于推出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向中。
3.導(dǎo)向零件應(yīng)合理分布在模具的周圍或靠近邊緣部位；導(dǎo)柱中心到模板邊緣的距離δ一般取導(dǎo)柱固定端的直徑的1~1.5倍；其設(shè)置位置可參見標(biāo)準(zhǔn)模架系列。
4.導(dǎo)柱常固定在方便脫模取件的模具部分；但針對某些特殊的要求，如塑件在動模側(cè)依靠推件板脫模，為了對推件板起到導(dǎo)向與支承作用，而在動模側(cè)設(shè)置導(dǎo)柱.。
5.為了確保合模的分型面良好貼合，導(dǎo)柱與導(dǎo)套在分型面處應(yīng)設(shè)置承屑槽；一般都是削去一個面，或在導(dǎo)套的孔口倒角。
6.導(dǎo)柱工作部分的長度應(yīng)比型芯端面的高度高出6~8mm，以確保其導(dǎo)向作用。
7.應(yīng)確保各導(dǎo)柱、導(dǎo)套及導(dǎo)向孔的軸線平行，以及同軸度要求，否則將影響合模的準(zhǔn)確性，甚至損壞導(dǎo)向零件。
8.導(dǎo)柱工作部分的配合精度采用H7/f7（低精度時可采用H8/f8或H9/f9）；導(dǎo)柱固定部分的配合精度采用H7/k6（或H7/m6）。導(dǎo)套與安裝之間一般用H7/m6的過渡配合，再用側(cè)向螺釘防止其被拔出。
9.對于生產(chǎn)批量小、精度要求不高的模具，導(dǎo)柱可直接與模板上加工的導(dǎo)向孔配合。通常導(dǎo)向孔應(yīng)做志通孔；如果型腔板特厚，導(dǎo)向孔做成盲孔時，則應(yīng)在盲孔側(cè)壁增設(shè)通氣孔，或在導(dǎo)柱柱身、導(dǎo)向孔開口端磨出排氣槽；導(dǎo)向孔導(dǎo)滑面的長度與表面粗糙度可根據(jù)同等規(guī)格的導(dǎo)套尺寸來取，長度超出部分應(yīng)擴(kuò)徑以縮短滑配面。
7.1 導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)
帶頭導(dǎo)柱如圖7-1所示
圖7-1 導(dǎo)柱圖
7.2 導(dǎo)套結(jié)構(gòu)
帶頭導(dǎo)套如圖7-2所示
圖7-2 導(dǎo)套圖
第八章 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計
8.1 脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計的總原則
1.要求在開模過程中塑件留在動模一側(cè)，以便推出機(jī)構(gòu)盡量設(shè)在動模一側(cè)，從而簡化模具結(jié)構(gòu)。
2.正確分析塑件對模具包緊力與粘附力的大小及分布，有針對性地選擇合理的推出裝置和推出位置，使脫模力的大小及分布與脫模阻力一致；推出力作用點(diǎn)應(yīng)靠近塑件對凸模包緊力最大的位置，同時也應(yīng)是塑件剛度與強(qiáng)度最大的位置；力的作用面盡可能大一些，以防止塑件在被推出過程中變形或損壞。
3.推出位置應(yīng)盡可能設(shè)在塑件內(nèi)部或?qū)λ芗庥^影響不大的部位，以力求良好的塑件外觀。
4.推出機(jī)構(gòu)應(yīng)結(jié)構(gòu)簡單，動作可靠（即：推出到位、能正確復(fù)位且不與其他零件相干涉，有足夠的強(qiáng)度與剛度），遠(yuǎn)動靈活，制造及維修方便。
8.2 推桿設(shè)計
8.2.1 推桿的形狀
如圖8-1所示
圖8-1 推桿圖
8.2.2 推桿的位置和布局
1.應(yīng)設(shè)在脫模阻力大的部位，均勻布置。
2.應(yīng)保證塑件被推出時受力均勻，推出平衡，不變形；當(dāng)塑件各處脫模阻力相同時，則均勻布置；若某個部位脫模阻力特大，則該處應(yīng)增加推數(shù)目。
3.推桿應(yīng)盡可能設(shè)在塑件厚壁、凸緣、加強(qiáng)等塑件強(qiáng)度、剛度較大處；當(dāng)結(jié)構(gòu)特殊，需要推在薄壁處時，可采用盤狀推桿以增大接觸面積。
4.推桿的設(shè)置不應(yīng)影響凸模強(qiáng)度與壽命。當(dāng)推在端面則距型芯側(cè)壁δ10.13mm；當(dāng)推桿設(shè)置在型芯內(nèi)部推在塑件內(nèi)部時，推桿孔距型芯側(cè)壁δ23mm。
5.在模內(nèi)排氣困難的部位應(yīng)設(shè)置推桿，以利于用配合間隙排氣。
6.若塑件上不允許有推桿痕跡時，可在塑件外側(cè)設(shè)置溢料槽，從而靠推桿推在溢料槽內(nèi)的凝料上而帶塑件。
第九章 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計
在注射成型過程中，模具溫度直接影響到塑件的質(zhì)量如收縮率、翹曲變形、耐應(yīng)力開裂性和表面質(zhì)量等，并且對生產(chǎn)效率起到?jīng)Q定性的作用，在注射過程中，冷卻時間占注射成型周期的約80%，然而，由于各種塑料的性能和成型工藝要求不同，模具溫度的要求有盡相同，因此，對模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計及優(yōu)化分析在一定程度上決定了塑件的質(zhì)量和成本，模具溫度直接影響到塑料的充模、塑件的定型、模塑的周期和塑件質(zhì)量，而模具溫度的高低取決于塑料結(jié)晶性，塑件尺寸與結(jié)構(gòu)、性能要求以及其它工藝條件如熔料溫度、注射速度、注射壓力、模塑周期等。影響注射模冷卻的因素很多，如塑件的形狀和分型面的設(shè)計，冷卻介質(zhì)的種類、溫度、流速、冷卻管道的幾何參數(shù)及空間布置，模具材料、熔體溫度、塑件要求的頂出溫度和模具溫度，塑件和模具間的熱循環(huán)交互作用等。
1.低的模具溫度可降低塑件的收縮率。
2.模具溫度均勻、冷卻時間短、注射速度快，可降低塑件的翹曲變形。
3.對結(jié)晶性聚合物，提高模具溫度可使塑件尺寸穩(wěn)定，避免后結(jié)晶現(xiàn)象，但是將導(dǎo)致成型周期延長和塑件發(fā)脆的缺陷。
4.隨著結(jié)晶型聚合物的結(jié)晶度的提高，塑件的耐應(yīng)力開裂性降低，因此降低模具溫度是有利的，但對于高粘度的無定型聚合物，由于其耐應(yīng)力開裂性與塑料的內(nèi)應(yīng)力直接相關(guān)，因此提高模具溫度和充模，減少補(bǔ)料時間是有利的。
5.提高模具溫度可以改善塑件的表面質(zhì)量。
在注射成形過程中，模具的溫度直接影響塑件的成型質(zhì)量和生產(chǎn)效率，根據(jù)塑料的要求，注射到模具內(nèi)的塑料溫度為2000C左右，而從模具中取出塑件的溫度約為600C，溫度降低是由于模具通入冷卻水，將溫度帶走了，普通的模具通入常溫的水進(jìn)行冷卻，通過調(diào)節(jié)水的流量就可以調(diào)節(jié)模具的溫度。
因多孔塑料罩使用的塑料是PP，要求模溫高，若模具溫度過低則會影響塑料的流動性，增加剪切阻力，使塑件的內(nèi)應(yīng)力較大，甚至還出現(xiàn)冷流痕、銀絲、注不滿等缺陷。因此在注射開始時，為防止填充不足，充入溫水或者模具加熱。
總之，要做到優(yōu)質(zhì)、高效率生產(chǎn)，模具必須進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)。
對溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的要求：
1.確定加熱或是冷卻；
2. 模溫均一，塑件各部分同時冷卻；
3. 采用低的模溫，快速且大量通冷卻水；
溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)應(yīng)盡量結(jié)構(gòu)簡單，加工容易，成本低謙。
9.1 模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計
根據(jù)模具冷卻系統(tǒng)設(shè)計原則：冷卻水孔數(shù)量盡量多，尺寸盡量大的原則可知，冷卻水孔數(shù)量大于或等于3根都是可行的。這樣做同時可實(shí)現(xiàn)盡量降低入水與出水的溫度差的原則。根據(jù)書上的經(jīng)驗(yàn)值取4根，冷卻水口口徑為6mm。
另外，具冷卻系統(tǒng)的過程中，還應(yīng)同時遵循：
1.澆口處加強(qiáng)冷卻。
2.冷卻水孔到型腔表面的距離相等。
3.冷卻水孔數(shù)量應(yīng)盡可能的多，孔徑應(yīng)盡可能的大。
4.冷卻水孔道不應(yīng)穿過鑲快或其接縫部位，以防漏水。
5.進(jìn)水口水管接頭的位置應(yīng)盡可能設(shè)在模具的同一側(cè)，通常應(yīng)設(shè)在注塑機(jī)的背面。
6.冷卻水孔應(yīng)避免設(shè)在塑件的熔接痕處。
而且在冷卻系統(tǒng)內(nèi)，各相連接處應(yīng)保持密封，防止冷卻水外泄。
9.2 模具加熱系統(tǒng)的設(shè)計
因在PP要求的熔融溫度為200。而且流動性能為中性，同時在注射時模具溫度要求為50——70，所以該模具必須加熱。模具加熱方法包括：熱水，熱空氣，熱油及電加熱等。由于電加熱清潔、結(jié)構(gòu)簡單、可調(diào)節(jié)范圍大，所以在該模具應(yīng)用電加熱。
第十章 模具的裝配
裝配模具是模具制造過程中的最后階段，裝配精度直接影響到模具的質(zhì)量、壽命和各部分的功能。模具裝配過程是按照模具技術(shù)要求和相互間的關(guān)系，將合格的零件連接固定為組件、部件直至裝配為合格的模具。
在模具裝配過程中，對模具的裝配精度應(yīng)控制在合理的范圍內(nèi)，模具的裝配精度包括相關(guān)零件的位置精度，相關(guān)的運(yùn)動精度，配合精度及接觸只有當(dāng)各精度要求得到保證，才能使模具的整體要求得到保證。
塑料模的裝配基準(zhǔn)分為兩種情況，一是以塑料模中和主要零件臺定模，動模的型腔，型芯為裝配基準(zhǔn)。這種情況，定模各動模的導(dǎo)柱和導(dǎo)套孔先不加工，先將型腔和型芯鑲塊加工好，然后裝入定模和動模內(nèi)，將型腔和型芯之間墊片法或工藝定位器法保證壁厚，動模和定模合模后用平行夾板夾緊，鏜投影導(dǎo)柱和導(dǎo)套孔，最后安裝動模和定模上的其它零件，另一種是已有導(dǎo)柱導(dǎo)套塑料模架的。
澆口套與定模部分裝配后，必須與分模面有一定的間隙，其間隙為0.05——0.15毫米，因?yàn)樵撎幨車娮靿毫Φ挠绊懀谧⑸鋾r會發(fā)生變形，有時在試模中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)在分模面上澆口套周圍出現(xiàn)塑料飛邊，就是由于沒有間隙的原因。為了有效的防止飛邊，可以接近塑件的有相對位移的面上銼一個三角形的槽，由于空氣的壓力的緣故可以更好的防止飛邊。
10.1 模具的裝配順序
1.確定裝配基準(zhǔn)；
2.裝配前要對零件進(jìn)行測量，合格零件必須去磁并將零件擦拭干凈；
3.調(diào)整各零件組合后的累積尺寸誤差，如各模板的平行度要校驗(yàn)修磨，以保證模板組裝密合，分型面吻合面積不得小于80%，間隙不得小于溢料最小值，防止產(chǎn)生飛邊；
4.在裝配過程中盡量保持原加工尺寸的基準(zhǔn)面，以便總裝合模調(diào)整時檢查；
5.組裝導(dǎo)向系統(tǒng)并保證開模合模動作靈活，無松動和卡滯現(xiàn)象；
6.組裝冷卻和加熱系統(tǒng)，保證管路暢通，不漏水，不漏電，門動作靈活緊固所連接螺釘，裝配定位銷。裝配液壓系統(tǒng)時允許使用密封填料或密封膠，但應(yīng)防止進(jìn)入系統(tǒng)中；
7.試模合格后打上模具標(biāo)記，包括模具編號、合模標(biāo)記及組裝基面。
1)模具預(yù)熱
模具預(yù)熱的方法，采用外部加熱法，將鑄鋁加熱板安裝在模具外部，從外部向內(nèi)進(jìn)行加熱，這種方法加熱快，但損耗量大。
2)筒和噴嘴的加熱
根據(jù)工藝手冊中推薦的工藝參數(shù)將料筒和噴嘴加熱，與模具同時進(jìn)行。
3)工藝參數(shù)的選擇和調(diào)整
根據(jù)工藝手冊中推薦的工藝參數(shù)初選溫度，壓力，時間參數(shù)，調(diào)整工藝參數(shù)時按壓力，時間，溫度這樣的先后順序變動。
4)注塑
在料筒中的塑料和模具達(dá)到預(yù)熱溫度時，就可以進(jìn)行試注塑，觀察注塑塑件的質(zhì)量缺陷，分析導(dǎo)致缺陷的原因，調(diào)整工藝參數(shù)和其他技術(shù)參數(shù)，直至達(dá)到最佳狀態(tài)。
8.模具的維護(hù)
模具優(yōu)化設(shè)計的鑲件和嵌件在這里就起到了很大的作用，只須更換個別已損壞的零件，不會導(dǎo)致用過程中，會出現(xiàn)正常的磨損或不正常的磨損。不正常的損壞絕大多數(shù)是由于操作不當(dāng)所致模具的徹底報廢。
最后檢查各種配件、附件待零件，保證模具裝備齊全，另外在裝配過程中應(yīng)嚴(yán)防零件在裝配過程中磕、碰、劃傷和銹蝕。裝配滾動軸承允許采用機(jī)油進(jìn)行熱裝，油的溫度不得超過1000C。
10.2 開模過程分析
注塑機(jī)推動推桿墊板兼頂管墊板使動定模分開，在導(dǎo)柱導(dǎo)向的情況下，動定模順利分型，同時拉料桿拉斷澆口，使塑件在推板和頂管的作用下順利脫出。閉合時，同樣在導(dǎo)柱和導(dǎo)套的導(dǎo)向作用下通過頂柱使頂桿先于型腔復(fù)位。以免頂桿碰到型腔，損壞模具。
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課程設(shè)計(說明書)
致 謝
經(jīng)過三個月的畢業(yè)設(shè)計忙碌之后，設(shè)計最終完成，心理有一種說不出的輕松，設(shè)計過程中遇到許多的問題，在常老師和同學(xué)的幫助下予以解決。首先要感謝伍超老師對我的指導(dǎo)和督促，伍老師給我指出了正確的設(shè)計方向，使我加深了對知識的理解,同時也避免了在設(shè)計過程中少走彎路，伍老師的督促使我一直把畢業(yè)設(shè)計放在心理，保證按質(zhì)按量的完成；要感謝同小組同學(xué)，是大家營造了良好的學(xué)習(xí)環(huán)境，在做設(shè)計的過程中互幫互助，使我的CAD操作水平比以前有了很大提高，同時較全面的掌握了Word的編輯功能。
大專生活至此劃上了圓滿的句號，在南京技師學(xué)院這塊土地上有眾多莘莘學(xué)子辛勤的耕耘，在這塊土地上我健康快樂的成長，我永遠(yuǎn)不會忘記可親的同學(xué)，我永遠(yuǎn)記得這片土地。
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