汽車電源插孔板模具設計-注塑模具

喜歡這套資料就充值下載吧。。。資源目錄里展示的都可在線預覽哦。。。下載后都有，，請放心下載，，文件全都包含在內，圖紙為CAD格式可編輯，【有疑問咨詢QQ:414951605 或 1304139763】 江西理工大學應用科學學院畢業(yè)設計 汽車電源插孔板注射模具設計 摘要 塑料工業(yè)是當今世界上增長最快的工業(yè)門類之一，而注塑模具是其中發(fā)展較快的種類，其在整個模具行業(yè)中約占30%，在未來的模具市場中，塑料模具在模具總量中的比例將逐步提高，發(fā)展速度將高于其他模具。因此，研究注塑模具對了解塑料產品的生產過程和提高產品質量有很大的意義。 本設計主要介紹了汽車電源插孔板注射模具的設計過程和零件的加工過程，包括塑件材料分析，塑件的工藝性分析。而塑件的工藝性分析又包括塑件的使用性能、塑件的結構工藝性分析、塑件的尺寸精度分析和塑件的表面質量。還闡述了成型的基本原理，特別是單分型面注射模具的結構與工作原理，對注塑產品提出了基本的設計原則；詳細介紹了冷流道注射模具澆注系統(tǒng)、溫度調節(jié)系統(tǒng)和頂出系統(tǒng)的設計過程，并對模具強度做了說明。此外，還詳細地敘述了模具成型零件包括型腔、型芯的加工工藝。 通過本設計，可以對注塑模具有一個初步的認識，注意到設計中的某些細節(jié)問題，通過對Pro-E和Auto-CAD的學習，可以建立較簡單零件的零件庫，從而有效地提高工作效率。 關鍵詞：模具設計；注塑模具；插孔板； Auto Power Socket Plate Injection Mould Mesign ABSTRACT The development of plastic industry is one of the most rapidly in the modern world, while the injection mold is the one. It takes about 30 percent among the whole mold trade. In the future of mold market, the proportion of the plastic mold will rise gradually, and the speed of its development will also be more quickly than other molds. Therefore, the research of injection mold has a significance meaning to understand the producing process of the plastic product and to improve the quality of the product. This design mainly introduces the shell of the Cover’s designing process and processing process of the spare parts. Including plastic material analysis and technology analysis. However, the technological analysis of the plastic contains many aspects, such as the usage of the material, the structure analysis, .the size of the precision and the sacrificial quality of the product. Also it elaborates the elementary principle of shaping mold, especially the structure and working principle of the one side injection mold. It introduces the main designing principle of the product in details; it introduces the cold flow channel injection mold’s pouring system, temperature control system and the designing procedure of the go-against system, then is the instruction of the mold’s intensity. In addition, it introduces the spare parts of the shaping mold in details, including the cavity of the mold and the processing technology of the mold core. From this design, we can have a preliminary understanding of the injection mold and notice some particular problems. Through the study of Pro-E and Auto-CAD, it could help us to establish storehouses of some simple components, thus, to improve the working efficiency effectively. Key word：mold design; injection mold; jackplate 目錄 摘要 Ⅰ ABSTRACT Ⅱ 緒論 1 1 塑件的工藝性分析 2 1.1 ABS的特性 2 1.1.2ABS性能與應用 2 1.1.3ABS性能參數 2 1.1.4ABS注射成型的主要工藝參數； 3 1.2 ABS的成型特性 3 1.3 塑件的綜合性能 4 1.3.1塑件的尺寸精度分析 4 1.3.2塑件的表面質量分析 4 1.3.3塑件的結構工藝性分析 4 1.4塑件體積的確定 4 1.5塑件質量的確定 5 2 成型零部件工作尺寸的計算 6 2.1定模型腔徑向尺寸的計算 6 2.2型腔深度尺寸的計算 7 2.3型腔徑向尺寸的計算 8 2.4型芯高度尺寸的計算 9 3 模具結構的設計 10 3.1型腔數目的確定及排列 10 3.2分型面的選擇及確定 10 3.3注射機的選擇 11 3.3.1注射量的計算 11 3.3.2注射壓力的計算 11 3.3.3鎖模力的計算 11 3.4澆注系統(tǒng)的設計 13 3.4.1主流道的設計 13 3.4.2分流道的設計 14 3.4.3澆口的設計 14 3.4.4冷料穴的設計 15 3.5模架的選擇 16 3.6側抽機構的設計與計算 16 3.6.1抽芯距的計算 17 3.6.2斜滑塊相關尺寸的計算 17 3.6.3斜銷直徑的計算 17 3.7推出機構的設計 19 3.7.1推件力的計算 19 3.7.2確定推桿位置 19 3.7.3 推桿直徑的確定 19 4 注射機有關參數的校核 21 4.1模具閉合高度的確定及校核 21 4.1.1模具閉合高度的確定 21 4.1.2模具在注射機上的安裝校核 21 4.1.3注射機有關參數的校核 21 4.1.4模具開模行程校核 21 5 冷卻系統(tǒng)的設計 22 5.1體積流量計算 22 5.2冷卻水管道直徑的確定 22 5.3冷卻水管道分布位置的設計 22 6.1模塑成型工藝卡 24 6.2主要零件加工工藝卡 25 6.2.1 型芯的加工工藝卡 25 6.2.2 滑塊的加工工藝卡 25 6.2.3 模板的加工工藝卡 25 總結 28 謝辭 29 參考文獻 30 附錄A 31 附錄B 38 31 緒論 塑料模具的發(fā)展是隨著社會工業(yè)需求的發(fā)展而發(fā)展的，現在人們對各種設備和用品輕量化要求越來越高，這就為塑料制品提供了更為廣闊的市場。而塑料制品要發(fā)展必然帶動塑料模具的發(fā)展。 近年來我國模具行業(yè)的生產能力已約占世界總量的近10%，位列世界第三，僅次于日、美。但技術現狀令人擔憂，模具技術水平要比工業(yè)發(fā)達國家落后許多，總體水平與德、美、日等相比，約要落后15年左右。一些大型、精密、復雜、長壽命的中高檔塑料模具每年仍需大量進口。在總量供不應求的同時，一些低檔塑料模具卻供過于求，市場競爭激烈，還有一些技術含量不太高的中檔塑料模具也有供過于求的趨勢。 加入WTO，給塑料模具產業(yè)帶來了巨大的挑戰(zhàn)，同時帶來更多的機會。由于中國塑料模具以中低檔產品為主，產品價格優(yōu)勢明顯，有些甚至只有國外產品價格的1/5～1/3，加入WTO后，國外同類產品對國內沖擊不大，而中國中低檔模具的出口量則加大；在高精模具方面，加入WTO前本來就主要依靠進口，加入WTO后，不僅為高精尖產品的進口帶來了更多的便利，同時還促使更多外資來中國建廠，帶來國外先進的模具技術和管理經驗，對培養(yǎng)中國的專業(yè)模具人才起到了推動作用。在信息化帶動工業(yè)化發(fā)展的今天，我們既要看到成績，又要重視落后，要抓住機遇，采取措施，在經濟全球化趨向日漸加速的情況下，盡快提高塑料模具的水平，融入到國際市場中去，以促進中國模具行業(yè)的快速發(fā)展。 模具是工業(yè)生產的基礎工藝裝備，模具工業(yè)是機械工業(yè)的重要組成部分。國外將模具比喻為“金鑰匙”、“金屬加工帝皇”、“進入富裕社會的原動力”。機械工業(yè)是我國國民經濟五大支柱產業(yè)之一，模具工業(yè)是其中的一個重要組成部分.2006年，中國塑料模具總產值約300多億元人民幣，其中出口額約58億元人民幣。根據海關統(tǒng)計資料，2006年中國共進口塑料模具約10億美元，約合83億元人民幣。由此可以得出，除自產自用外，市場銷售方面，2006年中國塑料模具總需求約為313億元人民幣，國產模具總供給約為230億元人民幣，市場滿足率為73.5%。進口的塑料模具中，最多的是為汽車配套的各種裝飾件模具、為家電配套的 各種塑殼模具、為通信及辦公設備配套的各種注塑模具、為建材配套的擠塑模具以及為電子工業(yè)配套的各種塑封模具等。出口的塑料模具以中低檔產品居多。由于中國塑料模具價格較低，在國際市場中有較強的競爭力，所以進一步擴大出口的前景很好，近幾年出口年均增長50%以上就是一個很好的證明。 在可持續(xù)發(fā)展和綠色產品被日益重視的今天，“綠色模具”的概念已逐漸被提到議事日程上來。即今后的模具，從結構設計、原材料選用、制造工藝及模具修復和報廢，以及模具的回收利用等方面，都將越來越考慮其節(jié)約資源、重復使用、利于環(huán)保，以及可持續(xù)發(fā)展這一趨向。 1 塑件的工藝性分析 在注塑成型生產中，塑料原料、注射設備和注射所用的模具是三個必不可少的物質條件。使這三者聯(lián)系起來形成生產能力，必須運用一定的技術方法，這種方法就叫做注射成型工藝。對一個塑件的工藝性分析可以從以下幾個方面分析： 1.1 ABS的特性 1.1.1 分析塑件的使用材料及其工藝特征 根據產品給出的要求得到該塑件選用的材料為丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物（ABS）。ABS為無定形熱塑性塑料，熱塑性塑料的分子結構成鏈狀或樹枝狀，常稱之為線形聚合物。這些分子通常相互纏繞但并不連接在一起，受熱后具有可塑性。 塑件如圖 圖1-1汽車電源插孔板 1.1.2 ABS性能與應用 下表1-1所示為ABS的性能與應用 表1-1 ABS的性能與應用 塑料 性能 應用 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物（ABS） 1. 較高的沖擊韌性和力學強度，耐疲勞和耐應力開裂、沖擊強度高 2. 力學性能和熱性能良好，硬度高，尺寸穩(wěn)定 3. 表面易鍍金屬，為塑料涂金屬的一種常用材料 4. 耐化學性及電性能良好，耐酸堿等化學性腐蝕 5. 價格較低 6. 易于成型和機械加工、修飾容易；與有機玻璃熔接性良好，可作雙色成型塑件 7. 耐候性差；耐熱性不夠理想 機械工業(yè)：制造凸輪、齒輪、泵葉輪、軸承、電機外殼、儀表表殼、蓄電池槽、水箱外殼、手柄、冰箱襯里等 汽車工業(yè)：制造駕駛盤、熱空氣調節(jié)管、加熱器等 電子工業(yè)：手電鉆殼、電扇葉輪、電視機、晶體管、收音機、電話和電視機外等殼體 1.1.3 ABS性能參數 下表1-2所示為ABS的性能參數 表1-2 ABS的性能參數 屈服強度/Mpa 50 拉伸強度/ Mpa 38 斷裂伸長率（%） 35 續(xù)表1-2 拉伸彈性模量/Gpa 1.8 彎曲強度/Mpa 80 彎曲彈性模量/Gpa 1.4 表面電阻率/ 1.2×10 體積電阻率/·m 69×10 耐電弧率/s 50～85 密度/g/cm 1.02～1.16 吸水率24h（%） 0.2～0.4 摩擦系數 0.45 熔點（或粘流溫度）/℃ 130～160 熔融指數［g(10min)］ 200℃負荷50N,噴嘴2.09 0.41～0.82 維卡針入度/℃ 71～122 馬丁耐熱/℃ 63 熱變形溫度/℃ （45Mpa）(180Mpa) 90～108 83～103 線膨脹系數/（10×℃） 7.0 計算收縮率（%） 0.4～0.7 比熱容/（J·kg·K） 1470 導熱率/（W·m·K） 0.263 燃燒性/（cm·min） 慢 硬度（洛氏） 108～115 連續(xù)最高工作溫度(℃) 65 1.1.4 ABS注射成型的主要工藝參數 下表1-3所示為ABS注射成型的主要參數 表1-3 ABS注射成型的主要參數 注射機類型 螺桿式 螺桿轉數/（r/min） 30～60 噴嘴形式 直通式 噴嘴溫度/℃ 180～190 前段 料筒溫度/℃ 中段 后段 200～210 210～230 180～200 模具溫度/℃ 50～70 注射壓力/Mpa 70～90 保壓力/Mpa 50～70 注射時間/s 3～5 保壓時間/s 15～30 冷卻時間/s 15～30 成型時間/s 40～70 預熱溫度/℃ 120~130 預熱時間/min 按時間需要 成型壓力/Mpa 30±5 續(xù)表1-3 成型溫度/℃ 155±5 保持時間/min/mm 1~1.5 1.2 ABS的成型特性 （1）無定形料,流動性中等,吸濕大,必須充分干燥,表面要求光澤的塑件須長時間預熱干燥80-90度,3小時。 （2）宜取高料溫,高模溫,但料溫過高易分解(分解溫度為270℃).對精度較高的塑件,模溫宜取50-60度,對高光澤.耐熱塑件,模溫宜取60-80℃。 （3）如需解決夾水紋，需提高材料的流動性，采取高料溫、高模溫，或者改變入水位等方法。 （4）如成形耐熱級或阻燃級材料，生產3-7天后模具表面會殘存塑料分解物，導致模具表面發(fā)亮，需對模具及時進行清理，同時模具表面需增加排氣位置。 1.3 塑件的綜合性能 塑件工藝性分析包括塑件尺寸精度分析、塑件的表面質量分析、塑件工藝結構分析等。 1.3.1 塑件的尺寸精度分析 由于該塑件尺寸無特殊要求，所以未標注的尺寸公差都按照MT5級精度查取。 1.3.2 塑件的表面質量分析 盡量避免在塑件表面、分型面上出現毛邊及在塑件表面有明顯的澆口痕跡。 1.3.3 塑件的結構工藝性分析 （1）該塑件尺寸適中，一般精度等級，為了降低成型費用，采用一模兩腔，并不對制品進行后加工。 （2）為了使塑件順利成型及脫模，采用側抽芯機構。 下表1-4為MT5級公查表 表1-4 MT5級公查表 基本尺寸 A B 大于 至 mm (±) 大于0到3 0.10 0.20 3～6 0.12 0.22 6～10 0.14 0.24 10～14 0.16 0.26 14～18 0.19 0.29 18～24 0.22 0.32 24～30 0.25 0.35 30～40 0.28 0.38 40～50 0.32 0.42 50～65 0.37 0.47 65～80 0.43 0.53 80～100 0.50 0.60 100～120 0.57 0.67 120～140 0.64 0.74 注：A為不受模具活動部分影響的尺寸公差；B為受模具活動部分影響的尺寸公差。 1.4 塑件體積的確定 ABS的密度ρ=1.02～1.05 g/cm(為方便計算取1.1)。利用Pro-E軟件進行三維實體建模，并可直接通過Pro-E軟件進行模型分析，得到單個塑件的體積為： v=12.74cm3 1.5 塑件質量的確定 同樣利用Pro-E軟件進行三維實體建模，并可直接通過軟件進行模型分析，得到單個塑件的質量為： m=13.377g 2 成型零部件工作尺寸的計算 所謂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尺寸。主要包括型腔的徑向尺寸與高度尺寸。為了保證塑件質量，模具設計時必須根據塑件尺寸與精度等級確定相應的成型零部件工作尺寸與精度。 查文獻【7】得ABS塑料的收縮率是0.4%～0.7%(為方便計算取0.55%) 2.1 定模型腔徑向尺寸的計算 圖2-1定模型腔 （2-1） 式中 Ls——塑件徑向基本尺寸的最大尺寸（mm） Lm——計算出的型腔徑向尺寸（mm） hs——塑件內型深度基本尺寸的最小尺寸（mm） x——修正系數，取0.5～0.75 取x＝0.5 △——塑件公差（mm） ——模具制造公差，取△/6 （1）Ls=70.0+0.3 -0.2mm=70.3 0 -0.5mm △=0.5mm =0.072mm =[(1+0.55%)×70.3-0.5×0.5]+0.072 0mm =70.44+0.072 0mm （2）Ls=42.0+0.3 -0.2mm=42.3 0 -0.5mm △=0.5mm =0.053mm =[(1+0.55%)×42.3-0.5×0.5]+0.053 0mm =42.28+0.053 0mm （3）Ls=41.0+0.3 -0.2mm=41.3 0 -0.5mm △=0.5mm =0.053mm =[(1+0.55%)×41.3-0.5×0.5]+0.053 0mm =41.28+0.053 0mm （4）Ls=44.0+0.3 -0.2mm=44.3 0 -0.5mm △=0.5mm =0.053mm =[(1+0.55%)×44.3-0.5×0.5]+0.053 0mm =44.29+0.053 0mm （5）Ls=14.0+0.3 -0.2mm=14.3 0 -0.5mm △=0.5mm =0.027mm =[(1+0.55%)×14.3-0.5×0.5]+0.027 0mm =14.13+0.027 0mm （6）Ls=8.0+0.2 -0..1mm=8.2 0 -0.3mm △=0.3mm =0.023mm =[(1+0.55%)×8.2-0.5×0.3]+0.033 0mm =8.1+0.023 0mm （2-2） 式中 S——塑件外型直徑基本尺寸的最大尺寸（mm） m——計算出的型腔徑向尺寸（mm） （7）s=24.0+0.3 -0.2mm=24.3 0 -0.5mm △=0.5mm =0.037mm =[(1+0.55%)×24.3-0.5×0.5]+0.037 0mm =24.18+0.037 0mm 2.2 型腔深度尺寸的計算 ＝ （2-3） 式中　Hs──塑件外型高度基本尺寸的最大尺寸（mm） 　　　　 Hm──計算出的型腔深度尺寸（mm） （1）Hs =4.0+0.2 -0..1mm=4.2 0 -0.3mm △=0.3mm =0.02mm =[(1+0.55%)×4.2.-0.5×0.3]+0.02 0mm =4.07+0.02 0mm （2）Hs =2.5+0.2 -0..1mm=2.7 0 -0..3mm △=0.3mm =0.017mm 　=[(1+0.55%)×2.7-0.5×0.3]+0.017 0mm =2.56+0.017 0mm （3）Hs =37.5+0.3 -0.2mm=37.8 0 -0.5mm △=0.5mm =0.047mm =[(1+0.55%)×37.8.-0.5×0.5]+0.047 0mm =37.76+0.047 0mm （4）Hs =14.0+0.2 -0..1mm=14.2 0 -0.3mm △=0.3mm =0.032mm =[(1+0.55%)×14.2.-0.5×0.3]+0.032 0mm =14.13+0.032 0mm （5）Hs =12.0+0.2 -0..1mm=12.2 0 -0.3mm △=0.3mm =0.027mm =[(1+0.55%)×12.2.-0.5×0.3]+0.027 0mm =12.12+0.027 0mm （6）Hs =11.5+0.2 -0..1mm=11.7 0 -0.3mm △=0.3mm =0.027mm =[(1+0.55%)×11.7-0.5×0.3]+0.027 0mm =11.61+0.027 0mm 2.3 型腔徑向尺寸的計算 （2-4） 式中 S——塑件外型直徑基本尺寸的最大尺寸（mm） m——計算出的型腔徑向尺寸（mm） （1）s=19.0+0.2 -0..1mm=19.20 -0.3mm △=0.3mm =0.037mm =[(1+0.55%)×19.2-0.5×0.3]+0.037 0mm =19.16+0.037 0mm （2） ls=42.0+0.3 -0.2mm=41.8 +0.5 0mm △=0.5mm =0.053mm =[(1+0.55%)×41.8+0.5×0.5]+0.053 0mm =42.28+0.053 0mm （3） ls=35.0+0.3 -0.2mm=34.8 +0.5 0mm △=0.5mm =0.047mm =[(1+0.55%)×34.8+0.5×0.5]+0.047 0mm =34.99+0.047 0mm （4） ls=35.5+0.3 -0.2mm=35.3 +0.5 0mm △=0.5mm =0.047mm =[(1+0.55%)×35.3+0.5×0.5] +0.047 0mm =35.74+0.047 0mm （5） ls=4.0+0.2 -0..1mm=3.9 +0.3 0mm △=0.5mm =0.02mm =[(1+0.55%)×3.9+0.5×0.5]+0.02 0mm =4.17+0.02 0mm 2.4 型芯高度尺寸的計算 （2-5） 式中 hs——塑件內型徑向基本尺寸的最小尺寸（mm） hm——計算出的型芯徑向尺寸（mm） （1）hs=4.0+0.2 -0..1mm=3.9 +0.3 0mm △=0.3mm =0.02mm =[(1+0.55%)×3.9+0.5×0.3] +0.02 0mm =4.07+0.02 0mm （2）Hs =14.0+0.2 -0..1mm=13.9 +0.3 0mm △=0.3mm =0.032mm =[(1+0.55%)×13.9+0.5×0.3]+0.032 0mm =14.12+0.032 0mm （3）Hs =12.0+0.2 -0..1mm=11.9 +0.3 0mm △=0.3mm =0.027mm =[(1+0.55%)×11.9+0.5×0.3]+0.027 0mm =12.12+0.027 0mm （4）Hs =11.5+0.2 -0..1mm=11.4 +0.3 0mm △=0.3mm =0.027mm =[(1+0.55%)×11.4+0.5×0.3]+0.027 0mm =11.61+0.027 0mm 3 模具結構的設計 我們這次設計的是汽車電源插孔板注射模具也就是注塑模。注塑模使成型塑件的一種重要工藝裝備，它主要用于成型熱塑性塑料制件，近年來也逐步用于成型熱固性塑料。 注射模具由動模和定模兩部分組成，動模安裝在注射成型機的移動模板上，定模安裝在注射機的固定模板上。在注射成型時動模和定模閉合構成澆注系統(tǒng)和型腔。開模時動模與定模分離以便取出塑料制品。 注射模一般分為成型部件、澆注系統(tǒng)、導向部件、側抽芯機構、標準模架、推出機構、冷卻系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)等幾個基本組成部位。 3.1 型腔數目的確定及排列 注射模具每一次注射循環(huán)所能成型的塑件個數是由模具型腔的數目所決定的。型腔數目及布置方案和分型面的選擇決定了塑件在模具中的位置。 （1）數目的確定：根據生產批量和塑件尺寸，采用一模兩腔的結構。 （2）型腔的排列形式如圖3-1： 圖3-1型腔的布置 3.2 分型面的選擇及確定 由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)設計、塑件的結構工藝性及精度、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綜合分析比較，從幾種方案中優(yōu)選出較為合理的方案。選擇分型面時一般應遵循以下幾項原則： （1）分型面應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）對側向抽芯的影響。 結合塑件結構綜合考慮，在這里設計分型面的具體形式如圖3-2： 圖3-2 分型面 3.3 注射機的選擇 注射機為塑料成型所用的主要設備，注射機按外形結構可分為立式注射機、臥式注射機和直角式注射機，按塑化方式注射機又可分為柱塞式注射機和螺桿式注射機。這里我們選用了螺桿式臥式注射機。 3.3.1 注射量的計算 根據1.4節(jié)得塑件體積 V≈12.74cm3 澆注系統(tǒng)體積的計算可根據經驗初略定為總體積的20%。 所以 總體積 V塑件=4×12.74×(1+20%)㎝3=61.152㎝3 總重量 M=61.152×1.05g≈64.21g 滿足注射量 V機≥V塑件/0.80 （3-1） 式中 V機—額定注射量（㎝3）； V塑件—塑件與澆注系統(tǒng)凝料體積和（㎝3）。 V塑件/0.80=61.152/0.80=76.44㎝3 3.3.2 注射壓力的計算 p注≥p成型 （3-2） 查文獻【2】表6-5得ABS塑料成型時的注射壓力p成型=80～110MPa 3.3.3 鎖模力的計算 P鎖模力≥pF （3-3） 式中 p—塑料成型時型腔壓力，ABS塑料的型腔壓p=30MPa； F—澆注系統(tǒng)和塑件在分型面上的投影面積和（mm2）。 塑件在分型面上的投影面積如圖3-3： 圖3-3單個塑件在分型面上的投影面積 A=A塑件+A交 =4×1.4×(42+41) ×70 mm2 =16268mm2 pF=35×16268N=569.38KN≈569 KN 根據以上的計算、分析，查文獻【7】表6-24初選螺桿式注射機：XS-ZY-125。 注射機XS-ZY-125有關參數見表3-1： 表3-1 注射有關參數 注射機類型 XS-ZY-125 額定注射量/㎝3 125 螺桿直徑/mm 42 注射壓力/MPa 150 注射行程/mm 160 注射方式 螺桿式 開模行程/mm 200 鎖模力/KN 1800 最大成型面積/㎝ 360 模板最大行程/mm 300 模具最大厚度/mm 300 模具最小厚度/mm 200 噴嘴圓弧半徑/mm 12 噴嘴孔直徑/mm 4 頂出方式 頂桿機械頂出 動、定模固定板尺寸/mm×mm 300×400 拉桿空間/mm 260×360 液壓泵流量/（L/min） 180、12 液壓泵壓力/ MPa 6.5 電動機功率/KW 11 螺桿驅動功率/KW 5.5 加熱功率/KW 9.83 機器外形尺寸mm×mm×mm 3340×750×1550 3.4 澆注系統(tǒng)的設計 澆注系統(tǒng)是指注射模從主流道的始端到型腔之間的熔體進料通道。澆注系統(tǒng)可分普通流道澆注系統(tǒng)和無流道凝料澆注系統(tǒng)。我們通常用的澆注系統(tǒng)一般為普通流道澆注系統(tǒng)。普通流道澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、澆口、冷料穴組成。澆注系統(tǒng)的作用是使來自注射模噴嘴的塑料熔體平穩(wěn)而順利的充模、壓實和保壓。澆注系統(tǒng)的設計也就是對主流道的設計、分流道的設計、澆口的設計以及冷料穴的設計。 3.4.1 主流道的設計 （1）主流道尺寸 XS-ZY-125注射機噴嘴相關尺寸： 噴嘴圓弧半徑： R0=12mm 噴嘴孔直徑： d0=4mm 模具澆口套主流道球面半徑R： R= R0+（1～2）=12+2=14mm 模具澆口套主流道小端直徑d： d= d0+（0.5～1）=4+1=5mm 為了便于將凝料從主流道中拔出來，將主流道設計成圓錐形，其錐度為2°～4°，內壁粗糙度取0.4μm。同時為了使熔料能夠順利進入分流道，在主流道出料端設計r=3mm的圓弧過度。主流道的長度盡量≤60mm，根據模架取45mm。如圖3-4所示 圖3-4主流道襯套 （2）主流道襯套 主流道小端入口與注射機噴嘴反復接觸，屬于易損壞件，對材料的要求比較嚴格，因而模具主流道部分設計成可拆卸更換的主流道襯套形式—澆口套。以便有效的選用優(yōu)質鋼材單獨進行加工和熱處理，如圖3-5所示： （3）定位圈 因為采用澆口套的形式，所以用定位圈配合在模具的面板上。具體固定形式如圖3-6所示 圖3-5定位圈 3.4.2 分流道的設計 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通道。它是澆注系統(tǒng)中熔融狀態(tài)的塑料由主流道流入型腔前，通過截面積的變化及流向變換以獲得平穩(wěn)流態(tài)的過渡段。因此分流道設計應滿足良好的壓力傳遞和保持理想的充填狀態(tài)，并在流動過程中壓力損失盡可能小，能將塑料熔體均衡地分配到各個型腔。 分流道截面設計成梯形型截面，加工容易，且熱量損失與壓力損失均不大，為常用形式。梯形型截面分流道的尺寸可根據塑料的流動性等因素確定，該塑料為ABS塑料，流動性中等，所以選用半圓型截面。根據經驗分流道的高度可取3.5mm。根據型腔在分型面上的排布情況設計分流道如圖3-6： 圖3-6分流道的布置 圖3-7分流道截面形狀 3.4.3 澆口的設計 澆口是連接流道與型腔之間的一段細短通道，是澆注系統(tǒng)的關鍵部分，起著調節(jié)控制料流速度、補料時間及防止倒流等作用。澆口的形狀、尺寸和進料位置等對塑件成型質量很大，塑件上的一些缺陷，如縮孔、缺料、白斑、熔接痕、質脆、分解和翹曲等往往是由于澆口設計不合理而產生的，因此正確設計澆口是提高塑件質量的重要環(huán)節(jié)。 總之要使塑件具有良好的性能與外表，一定要認真考慮澆口位置的選擇，通常要考慮以下幾項原則： （1）盡量縮短流動距離； （2）澆口應開設在塑件壁厚最大處； （3）必須盡量減少熔接痕； （4）應有利于型腔中氣體排出； （5）考慮分子定向影響； （6）避免產生噴射和蠕動； （7）澆口處避免彎曲和受沖擊載荷； （8）注意對外觀質量的影響。 根據本塑件的特征，綜合考慮以上幾項原則，我們采用矩形形側澆口。澆口的形式如圖3-8： 圖3-8 矩形側澆口 澆口進料位置的設計如圖3-9： 圖3-9澆口進料位置 3.4.4 冷料穴的設計 在完成一次注射循環(huán)的間隔，考慮到注射機噴嘴和主流道入口這一小段熔體因輻射散熱而低于所要求的塑料熔體的溫度，從噴嘴端部到注射機料筒以內約10－25mm的深度有個溫度逐漸升高的區(qū)域，這時才達到正常的塑料熔體溫度。位于這一區(qū)域內的塑料的流動性能及成型性能不佳，如果這里溫度相對較低的冷料進入型腔，便會產生次品。為克服這一現象的影響，用一個井穴將主流道延長以接收冷料，防止冷料進入澆注系統(tǒng)的流道和型腔，把這一用來容納注射間隔所產生的冷料的井穴稱為冷料穴。 冷料穴一般開設在主流道對面的動模板上（也即塑料流動的轉向處），其標稱直徑與主流道大端直徑相同或略大一些，深度約為直徑的1～1.5倍，最終要保證冷料的體積小于冷料穴的體積，冷料穴有六種形式，常用的是端部為Z字形和拉料桿的形式，具體要根據塑料性能合理選用。 3.5 模架的選擇 根據前面的分析、計算以及初選的注射機XS-ZY-125可確定模架的結構形式和規(guī)格。 查文獻【7】選用模架類型。如圖3-11： A2-315315-03-Z1 GB/T 12556.1-1990 定模板厚度：A=50mm 動模板厚度：B=50mm 墊塊厚度： C=100mm 模具外形尺寸：320mm×364mm×346mm 圖3-10模架 3.6 側抽機構的設計與計算 塑件為汽車電源插孔板，在側面有凹槽和凸臺所以必須要采用側向分型機構。根據制件的結構特點設計側向分型機構。 3.6.1 抽芯距的計算 S=S0+(2～3)mm （3-4） 式中 S0——側凹深度（mm） S——抽芯距（mm） S=4.0+(2～3)mm =7mm 3.6.2 斜滑塊相關尺寸的計算 （1）模具所需開模行程H的計算： H=H+H+（5～10 ） （3-5） 式中 H——塑件脫模需要頂出的距離，mm H——塑件的厚度（包括澆注系統(tǒng)凝料），mm H=120+3.5+（5～10 ）= 102mm （2）斜銷有效工作長度L的計算 L=S/sinα （3-6） 式中 L——斜銷有效工作長度 （mm） α——斜銷傾角 （這里取200） =122/sin200≈132mm 斜滑塊的結構如圖： 圖3-11斜滑塊 3.6.3 斜銷直徑的計算 (1)抽芯力的計算 Fc=A總p(μcosα－sinα) （3-7） 式中 Fc——抽芯力 KN A總——塑件包絡型芯的面積 mm2 P——塑件對型芯單位面積上的包緊力，取1.2×107Pa α——脫模斜度，α取40′ μ——塑件對對鋼的摩擦系數，取0.45 A =2A1+ 2A2+ 2A3+ 2A4+2A5+2A6+2A7 =6+28.5+195.89+20.62+12.88+90.1836+36 =390.0736 mm2 A總=2A+4A（A為投影于分型面的面積） =2×390.0736+4×36.18×10 =780.1472+1447.2 =2227.3472 mm2 Fc=2227.3472×1.2×107(0.3cos40′－sin40′)/106 =7706.918018KN≈7707KN （2）斜銷直徑： （3-8） = =17.339mm 取d= 18mm 斜銷直徑校核： M=FL （3-9） 式中 M——斜銷受到的彎矩 （N·m） L——斜銷有效工作長度 （mm） F——彎曲力 （N） F= Fc/cosα= 7707/cos200=8202 KN 所以 M =8202×100=820200 N·m 由材料力學知斜銷的彎曲應力可以為 ≤[]w （3-10） 式中 W——斜銷的抗彎截面系數 []w——斜銷材料的彎曲許用應力，取[] w =300 Mpa 斜銷為圓形截面，其截面系數 w≤[]w 所以剛才所選的斜銷可以用 （3）斜銷的總長度 L總=L1+L2+L3 =+（10～15）mm =+（10～15）mm =26.6+69.1+（10～15）mm =110mm 3.7 推出機構的設計 3.7.1 推件力的計算 Ft=Ap（μcosα－sinα）＋qA1 （3-11） 式中 A—塑件包絡型芯的面積（mm2）； P—塑件對型芯單位面積上的包緊力，P取0.8×107～1.2×107Pm α—脫模斜度； q—大氣壓力0.09MPa; μ—塑件對鋼的摩擦系數μ，約為0.45； A1—制件垂直于脫模方向的投影面積（mm2）。 A=2×（25×14+14×80.3）mm2=2948.4mm2 A1 ≈2×(62.36×107.66-25×80.3) mm2= 2× 4706.1776mm2≈9414mm2 Ft =[2948.4×1.2×107（0.45cos40′—sin40′）/106＋0.09×9414]N =14660.90727N≈14661N 3.7.2 確定推桿位置 推桿位置的設計如圖3-15 圖3-12推桿的布置 3.7.3 推桿直徑的確定 推桿直徑公式 （3-12） 式中 d——頂桿的最小直徑，mm； L——頂桿的長度，mm； F——脫模力，N； n——頂桿數目； E——鋼材的彈性模量，MPa.（E=2.1×105 MPa）. d=6 mm 查文獻【9】表7-13 取 d=10mm D=16mm 推桿強度校核： ≤[] （3-13） 式中 []——推桿材料的許用應力，Mpa ——推桿所受的應力，Mpa d——推桿的直徑，mm n——推桿數目 T8A[]=275～294 Mpa 即 ≤[] 所以所選推桿符合要求。 4 注射機有關參數的校核 注射機對于塑料的成型來說是一種很重要的設備，合理的選擇注射機對模具的設計來說很重要。 4.1 模具閉合高度的確定及校核 模具與設備之間存在相關關系，因此在設計模具的時候必須校核初步確定的設備以保證設計的正確性。 4.1.1 模具閉合高度的確定 定模板厚度：A=50mm 動模板厚度：B=50mm 墊塊厚度： C=100mm 模具厚度：H模=32＋50+50+80mm=212mm 4.1.2 模具在注射機上的安裝校核 該模具外形尺寸為320mm×364mm×346mm，注射機XS-ZY-12拉桿間距尺寸為260×360mm該型號注射機滿足安裝要求。 注射機XS-ZY-125最大厚度為350mm，最小厚度為200mm，模具最大厚度為245mm。 Hmin＜H模＜Hmax所以注射機XS-ZY-250滿足安裝要求。 4.1.3 注射機有關參數的校核 由于在初選注射機和選用標準模架時是根據以上初選注射機的注射量、鎖模力、注射壓力參數等因素選用的，所以注射量、鎖模力、注射壓力、不必進行校核，已符合要求。 4.1.4 模具開模行程校核 注射機XS-ZY-125最大開模行程為500mm。 模具的開模行程 S=h1+h2+h3+(5～10) （4-1） =30+45+14+10 =99mm 式中 h1——塑件高度 h2——澆注系統(tǒng)高度 h3——推出高度 注射機XS-ZY-125滿足要求。 5 冷卻系統(tǒng)的設計 在注射成型過程中，模具的溫度直接影響到塑件的質量和生產效率。所以了冷卻系統(tǒng)的設計也是設計當中一個很重要的環(huán)節(jié)。 5.1 體積流量計算