畢業(yè)論文-畢業(yè)設(shè)計-模具設(shè)計(滅火器噴嘴)說明書范文

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1、 目錄 1. 前言 ··························································- 3 - 2. 塑件分析 ···························································- 5 - 2.1 塑件材料選擇 ··················································- 5 - 2.2 塑件形狀 ···············································

2、·····- 6 - 2.3 制品質(zhì)量 ····················································- 6 - 2.4 尺寸精度 ····················································- 6 - 2.5 表面粗糙度 ····················································- 7 - 2.5.1 制品表面粗糙度的選擇·········································- 7 - 2.

3、5.2 熱塑性塑料產(chǎn)生的常見性表觀質(zhì)量缺陷及產(chǎn)生原因 ·····················- 7 - 3. 注塑成型工藝條件················································-10 - 3.1 注塑成型工藝簡介 ···············································-10 - 3.2 注塑成型工藝條件 ···············································-11 - 4. 擬定模具結(jié)構(gòu)形式···················

4、·····························-12 - 4.1 分型面位置的確定 ···············································-12 - 4.2 型腔數(shù)量的確定 ··················································-12 - 4.3 模架的選擇 ···················································-13 - 5. 注塑機的選擇及校核 ································

5、··················-14 - 5.1 選擇注塑機 ···················································-14 - 由公稱注射量選定注射機···································- 14 - 由鎖模力選定注射機 ········································-14 - 5.2 注塑機的校核 ·················································-15 - 最大注塑量的校核 ··········

6、·······························-15 - 鎖模力的校核 ············································-15 - 塑化能力的校核 ··········································-15 - 噴嘴尺寸校核 ············································-16 - 定位圈尺寸校核 ··········································-16 - 模具外形尺寸校核 ·············

7、····························-17 - 模具厚度校核 ············································-17 - 模具安裝尺寸校核 ·········································-17 - 開模行程校核 ············································-17 - 6. 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 ···················································-18 - 6.1 主流道 ·····

8、··················································-18 - 6.2 澆口 ··························································-19 - 6.3 剪切速率的校核 ··················································-20 - 6.3.1 主流道剪切速率校核 ········································-20 - 6.3.2 澆口剪切速率的校核 ·····

9、···································-20 - 7. 成型零件的工作尺寸計算·············································-21 - 7.1 成型零件工作尺寸的計算 ·········································-21 - 7.1.1 凹模的工作尺寸計算 ········································-21 - 7.1.2 型芯的工作尺寸計算 ································

10、········- 23 - 7.2 型腔壁厚、支撐板厚度的確定 ········································- 24 - 8. 脫模推出機構(gòu)的設(shè)計 ··················································-26 - 8.1 在設(shè)計脫模推出機構(gòu)是應(yīng)遵循下列原則。 ································-26 - 8.2 脫模力的計算 ··········································

11、·······- 26 - 8.3 設(shè)計塑件的推出機構(gòu) ············································- 26 - 9. 側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)設(shè)計·············································-28 - 9.1 抽拔距 ·························································-28 - 9.2 斜導(dǎo)柱傾角： ·················································-28 -

12、 9.3 斜導(dǎo)柱的工作長度 ···············································- 28 - 9.4 斜導(dǎo)柱抽芯機構(gòu)的設(shè)計··········································- 28 - 10. 排氣系統(tǒng)設(shè)計 ···················································-31 - 11. 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計 ·················································-32 - 11.1 對溫度調(diào)節(jié)

13、系統(tǒng)的要求··········································-32 - 11.2 冷卻系統(tǒng)設(shè)計： ·················································-32 - 11.2.1 設(shè)計原則 ·················································-32 - 11.2.2 冷卻時間的確定 ··········································-32 - 11.2.3 塑料熔體釋放的熱量 ··········

14、·······························-33 - 11.2.4 高溫噴嘴向模具的接觸傳熱···································-33 - 11.2.5 注射模通過自然冷卻傳導(dǎo)走的熱量································- 34 - 11.2.6 冷卻系統(tǒng)的計算 ··········································-35 - 11.2.7 凹模冷卻系統(tǒng)的計算 ······································

15、···-35 - 12. 導(dǎo)向與定位機構(gòu) ···················································-38 - 12.1 導(dǎo)柱導(dǎo)向定位機構(gòu) ·············································-38 - 12.2 限位板定位機構(gòu) ···············································-39 - 13. 模具開合模動作過程 ··················································-40 - 13.1 開模過程

16、···················································-40 - 13.2 合模過程 ···················································-40 - 14. 設(shè)計小結(jié) ··························································-41 - 致謝 ··························································-42 - 主要參考文獻 ·················

17、········································-43 - 1. 前言 1.1 模具工業(yè)在國民經(jīng)濟中的重要地位 模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備。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。在電子、汽車、電機、電器、儀器、儀表、家電和通訊等產(chǎn)品中， 60～80%的零部件，都要依靠模具成形。 用模具生產(chǎn)制件所表現(xiàn)出來的高精度、 高復(fù)雜程度、 高一致性、高生產(chǎn)率和低消耗，是其他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)品的價值，往往是模具自身價值的幾十倍、上百

18、倍。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標志，在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。 從以下四個方面，可以看出模具工業(yè)在國民經(jīng)濟中的重要地位與作用。 第一，模具工業(yè)是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一個組成部分。屬于高新技術(shù)領(lǐng)域的集成電路的設(shè) 計與制造，不能沒有做引線框架的精密級進沖模和精密的集成電路塑封模； 計算機的機殼、接插件和許多元器件的制造，也必須有精密塑料模具和精密沖壓模具；數(shù)字化電子產(chǎn)品的 發(fā)展，沒有精密模具也不行。不僅電子產(chǎn)品如此，在航天航空領(lǐng)域也離不開精密模具。例如：形狀誤差小于 0.1 ～0.3 μ的空空導(dǎo)彈紅外線接收器的

19、非球面反射鏡，就必須用高精度的塑料模具成形。因此可以說，許多高精度模具本身就是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一部分。有些生產(chǎn)高精度模具的企業(yè)，已經(jīng)被命名為“高新技術(shù)企業(yè)”。 第二，模具工業(yè)又是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要領(lǐng)域。 用信息技術(shù)帶動和提升模具工業(yè)的制造技術(shù)水平，是推動模具工業(yè)技術(shù)進步的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。 CAD／CAE／CAM技術(shù)在模具工業(yè)中的應(yīng)用，快速原型制造技術(shù)的應(yīng)用，使模具的設(shè)計制造技術(shù)發(fā)生了重大變革。模具的開發(fā) 和制造水平的提高，還有賴于采用數(shù)控精密高效加工設(shè)備。逆向工程、并行工程、敏捷制造、虛擬技術(shù)等先進制造技術(shù)在模具工業(yè)中的應(yīng)用，也要與電子信息等高新技術(shù)嫁接，實現(xiàn)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化。

20、第三，模具工業(yè)是裝備工業(yè)的一個組成部分。在 1998 年以前，許多人把機械工業(yè)當作一般的加工工業(yè)。 1998 年 11 月召開的中央經(jīng)濟工作會議，首次明確提出了加大裝備工業(yè)的開發(fā)力度，推進關(guān)鍵設(shè)備的國產(chǎn)化。將機械工業(yè)作為裝備工業(yè)，把它同一般的加工工業(yè)區(qū)別開來，是對機械工業(yè)在國民經(jīng)濟中的地位與作用的重新定位。模具作為基礎(chǔ)工藝裝備，在裝備工業(yè)中自然有其重要地位。因為國民經(jīng)濟各產(chǎn)業(yè)部門需要的裝備，其零部件有很大一部分是用模具做出來的。 第四，模具工業(yè)地位之重要， 還在于國民經(jīng)濟的五大支柱產(chǎn)業(yè)——機械、 電子、汽車、 石化、建筑，都要求模具工業(yè)的發(fā)展與之相適應(yīng)。機械、電子、汽車工業(yè)需要

21、大量的模具，特別是轎車大型覆蓋件模具、電子產(chǎn)品的精密塑料模具和沖壓模具，目前在質(zhì)與量上都遠 不能滿足這些支柱產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要。這幾年，我國每年要進口近 10 億美元的模具。我國 石化工業(yè)一年生產(chǎn) 500 多萬噸聚乙烯、聚丙烯和其他合成樹脂，很大一部分需要塑料模具成形，做成制品，才能用于生產(chǎn)和生活的消費。生產(chǎn)建筑業(yè)用的地磚、墻磚和衛(wèi)生潔具，需要大量的陶瓷模具 ; 生產(chǎn)塑料管件和塑鋼門窗，也需要大量的塑料模具成形。從五大支柱產(chǎn)業(yè)對模具的需求當中，也可以看到模具工業(yè)地位之重要。 1.2 我國模具工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀 20 世紀 80 年代以來，國民經(jīng)濟的高

22、速發(fā)展對模具工業(yè)提出了越來越高的要求，同時 為模具的發(fā)展提供了巨大的動力。目前，中國有 17000 多個模具生產(chǎn)廠點，從業(yè)人數(shù)約 50 多萬。許多模具企業(yè)十分重視技術(shù)發(fā)展。加大了用于技術(shù)進步的投入力度，將技術(shù)進步作為企業(yè)發(fā)展的重要動力。 此外，許多研究機構(gòu)和大專院校也開展了模具技術(shù)的研究與開發(fā)。 中國塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在， 歷經(jīng)半個多世紀， 有了很大發(fā)展， 模具水平有了較大提高。在大型模具方面已能生產(chǎn) 48in （約 122cm）大屏幕彩電塑殼注射模具、 6.5kg 大容量洗衣機全套塑料模具以及汽車保險杠和整體儀表板等塑料模具，精密塑料模具方面，已 能生產(chǎn)照相機塑料件模

23、具、多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。經(jīng)過多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技術(shù)、模具的電加工和數(shù)控加工技術(shù)、快速成型與快速制模技術(shù)、新型模具材料 [1] 等方面取得了顯著進步；在提高模具質(zhì)量和縮短模具設(shè)計制造周期等方面作出了貢獻。 1.3 我國模具技術(shù)發(fā)展的趨勢 隨著電子、信息等高新技術(shù)的不斷發(fā)展，我國模具技術(shù)的發(fā)展呈現(xiàn)以下趨勢。 (1) 模具 CAD/CAE/CAM正向集成化、三維化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展 (2) 模具制造向精密、高效、復(fù)合和多功能方向發(fā)展 (3) 快速經(jīng)濟制模技術(shù)得到應(yīng)用 (4) 特種加工技術(shù)有了進一步的發(fā)展 (

24、5) 模具自動加工系統(tǒng)的研制和發(fā)展 (6) 模具材料及表面處理技術(shù)發(fā)展迅速 (7) 模具工業(yè)新工藝、新理念和新模式逐步得到了認同 另一方面，隨著先進制造技術(shù)的不斷發(fā)展和模具行業(yè)整體水平的提高， 在模具行業(yè)出現(xiàn) 了一些新的設(shè)計、生產(chǎn)、管理理念與模式。主要有：適應(yīng)模具單件生產(chǎn)特點的柔性制 造技術(shù)；創(chuàng)造最佳管理和效益的精益生產(chǎn)；提高快速應(yīng)變能力的并行工程、虛擬制造及全球敏捷制造、網(wǎng)絡(luò)制造等新的生產(chǎn)模式；模具標準件的日漸廣泛應(yīng)用（模具標準化及模具 標準件的應(yīng)用將極大地影響模具制造周期， 且還能提高模具的質(zhì)量和降低模具制造成本） ；廣泛采用標準件、通用件的分工協(xié)作生

25、產(chǎn)模式；適應(yīng)可持續(xù)發(fā)展和環(huán)保要求的綠色設(shè)計與制造等。 2. 塑件分析 2.1 塑件材料選擇 滅火器在工作過程中，會有大量高壓氣體從噴嘴中噴出，這就要求噴嘴材料要有比較好的耐高沖擊性能。并且滅火器的噴嘴還會經(jīng)常經(jīng)受高溫和低溫，因此對材料的熱變形溫度和脆化溫度有一定要求。綜合考慮使用性能、加工性能、經(jīng)濟條件和原料情況，選擇材 料 PP1340。 PP1340（嵌段共聚聚丙烯）在國內(nèi)有大批量的生產(chǎn)，具有良好的成型性、力學(xué)性能、表面光澤度和低成本等優(yōu)點，其性能如下表： 表 1 PP1340 性能

26、 項目 質(zhì)量指標 試驗方法 斷裂伸長率， % 500 ASTMD638 拉伸強度， MPa 23 ASTMD638 洛氏硬度， 85 ASTMD785 密度， kg/m3 910 ASTMD1505 熱變形溫度，℃ 105 ASTMD648 熔體流動速率， g/10min 1.2 ASTMD1238 維卡軟化點，℃ 150 ASTMD1525 懸臂梁沖擊強度， J/m 50 ASTMD256 2.2 塑件形狀

27、 圖1 塑件圖 該制件形狀為旋轉(zhuǎn)體，四面有四個通孔，形狀較為簡單： （如上圖） 2.3 制品質(zhì)量 根據(jù) M=ρV（V=1/4πd2） 查表 1 可得 PP1340的密度：ρ =0.910g/cm3 V=π /4D2H-π/4d 2h =π /4 （982-90 2）× 74×【π× 90× 74-4 ×（ 242+242×π /4 ）】 /( π× 90×74)+ π /4 （982-34 2）× 8+π/4 （502-10 2）× 8+π/4 （50

28、2-34 2）× 10 3 ≈148942mm3≈ 149cm 故制品的質(zhì)量 M約為 136g 2.4 尺寸精度 由于改制件未標注公差，查（ 《塑料成型模具》 P7 表 2-1-1 、2-1-2 ）取 MT5， B 類公 差。 2.5 表面粗糙度 制品表面粗糙度的選擇 該制品為不透明制品，非配合表面和隱藏的面可取較大的表面粗糙度。同時可利用這種表面粗糙度的差異使塑件在開模時更加有力的包住型芯，而留在型芯上。制件各處具體的表面粗糙度在后文將陸續(xù)介紹。 熱塑性塑料產(chǎn)生的常見性表觀質(zhì)量缺

29、陷及產(chǎn)生原因 表 2 熱塑性塑料常見表觀質(zhì)量缺陷及產(chǎn)生原因 制品表觀缺陷 塑件不完整 塑件四周飛邊過 大  產(chǎn)生的原因 ①注射量不夠，加料量及素化能力不足； ②料桶、噴嘴及模具溫度低； ③注射壓力太低； ④注射速度太慢或太快； ⑤流道或澆口太小，澆口數(shù)目不夠，位置不當； ⑥飛邊溢料太多；

30、⑦塑件壁厚太薄，形狀復(fù)雜且面積大； ⑦原料流動性太差，或含水分及揮發(fā)物多 ①分型面貼和不嚴， 有間隙，型腔和型芯部分滑動零件間隙過大； ②模具強度和剛性差； ③料桶、噴嘴及模具溫度太高； ④注射壓力太大、 鎖模力不足或鎖模機構(gòu)不良，注射機定、動模板不平行； ⑤原料流動性太大； ⑥加料量過多 塑件有氣泡 ①塑料干燥不良，含水分或揮發(fā)物； ②料溫高，加熱時間長，塑料存在降解、分解； ③注射速度太快； ④注射壓力太??； ⑤模溫太低，易出真空泡；

31、 ⑥模具排氣不良 ①加料量不足； ②料溫太高，模溫也高，冷卻時間短； ③塑件設(shè)計不合理，壁太厚或厚薄不均 塑件凹陷 ④注射及保壓時間太短； ⑤注射壓力不足； ⑥注射速度太快； ⑦澆口位置不當，不利于供料； ①注射機的電氣，液壓系統(tǒng)不穩(wěn)定； ②加料量不穩(wěn)定； ③塑料顆粒不均，收縮率不穩(wěn)定； 塑件尺寸不穩(wěn)定 ④成型條件（溫度、壓力、時間）變化，成型周期不一致；⑤澆口太小，多型腔時各進料口大小不一致，進料不平衡；⑥模具精度不良，活動零件動作不穩(wěn)定，定位不準 確；

32、 ①注射壓力太高，注射時間太長或太短； ②模具溫度太高； ③澆口尺寸太大或位置不當； ④模腔表面粗糙度過大或有劃痕； 塑件粘模 ⑤脫模斜度太小，不易脫模； ⑥推出位置結(jié)構(gòu)不合理 熔接痕 塑件表面出現(xiàn)波 紋 塑件翹曲變形

33、 塑件分層脫皮  ① 料溫太低，塑料流動性太差 ②注射壓力太小，注射速度太低； ③澆口系統(tǒng)流程長，截面積小，進料口尺寸及形狀、 位置不對，料流阻力大； ④塑件形狀復(fù)雜，壁太??； ⑤冷料穴設(shè)計不合理 ①料溫低，模溫、噴嘴溫度也低； ②注射壓力太小，注射速度低； ③冷料穴設(shè)計不合理； ④塑料流動性差； ⑤模具冷卻系統(tǒng)設(shè)計不合理； ⑥流道曲折、狹窄，表面粗糙 ① 具溫度太高，冷卻時間不夠； ② 塑件形狀設(shè)計不合理，薄厚不均，相差

34、太大，強度不足； ③ 嵌件分布不合理，預(yù)熱不足；④塑料分子取向作用太大；⑤模具推出位置不當，受力不均；⑥保壓補縮不足，冷卻不均，收縮不均； ①不同塑料混雜； ②同種塑料不同級別相混； ③塑化不均勻； ④ 原料污染或混入異物 3. 注塑成型工藝條件 3.1 注塑成型工藝簡介 注塑成型是塑料先在注塑機的加熱料筒中受熱熔融，而后由柱塞或往復(fù)式螺桿將熔體推擠到閉合模具的模腔中成型的一種方法。它不僅可在高生產(chǎn)率下制得高精度，高質(zhì)量的制品，而且可加工的塑料品種多和用途廣，因此注塑是塑料加工中重要成型方法之

35、一。一般分為三個階段的工作。 圖 2 注塑成型壓力—時間曲線 （1）物料準備：為了使注塑能順利地進行并保證產(chǎn)品得到質(zhì)量，在成型前有一系列 的準備工作。 包括對物料的顆粒情況、 外觀色澤， 雜質(zhì)含量等進行檢驗， 并測試其流動性，熱穩(wěn)定性和收縮率等指標。對于吸濕性比較強的塑料，應(yīng)進行適當?shù)念A(yù)熱干燥，為了保證順利脫模，部分塑料制品還需要選用脫模劑。 （2）注塑過程：塑料在料筒內(nèi)經(jīng)過塑化達到流動狀態(tài)后，進入模腔內(nèi)的流動可分為 注射，保壓，

36、倒流和冷卻四個階段，注塑過程可以用圖 2表示。圖中 T0代表螺桿或柱塞開始注射熔體的時刻；當模腔充滿熔體（ T=T1）時，熔體壓力迅速上升，達到最大值 P0。從時間 T1到T2，塑料仍處于螺桿（或柱塞）的壓力下，熔體會繼續(xù)流入模腔內(nèi)以彌補因冷卻 收縮而產(chǎn)生的空隙。由于塑料仍在流動，而溫度又在不斷下降，定向分子（分子鏈的一端在模腔壁固化，另一端沿流動方向排列）容易被凝結(jié)，所以這一階段是大分子定向形成的主要階段。這一階段的時間越長，分子定向的程度越高。從螺桿開始后退到結(jié)束（時間從T2到T3），由于模腔內(nèi)的壓力比流道內(nèi)高，會發(fā)生熔體倒流，從而使模腔內(nèi)的壓力迅速下降。倒流一直進行到澆口處熔體凝結(jié)

37、時為止。 （3）制件后處理：注塑制品經(jīng)脫?；驒C械加工后，常需要經(jīng)過適當?shù)暮筇幚硪愿纳浦破返男阅芎吞岣叱叽绶€(wěn)定性；制品的后處理主要指退火和調(diào)濕處理。 3.2 注塑成型工藝條件 （1）溫度；注塑成型過程中需要控制的溫度有料筒溫度，噴嘴溫度和模具溫度等。 PP1340料溫度的經(jīng)驗數(shù)據(jù)如下表所示。 表3 溫度的經(jīng)驗數(shù)據(jù) 料筒溫度 / ℃ 噴嘴溫度 / ℃ 模具溫度 / ℃ 熱變形溫度 / ℃ 后段 中段 前段 1.82MPa 160-180 180-200 200-220 20

38、0-280 60-80 102 （2）壓力；注射成型過程中需要控制的壓力包括注射壓力，保壓力和背壓力。根據(jù)經(jīng)驗值 PP料的注塑壓力為 40-70MPa。 （3）時間；完成一次注塑成型所需要的時間稱為注塑周期或稱總周期。它由充模、保壓時間、冷卻和加料（包括預(yù)塑化）時間以及開模、輔助作業(yè)（如涂擦脫模劑、安裝嵌件等）和閉模時間組成。其中，最重要的是注射時間和冷卻時間，在實際生產(chǎn)中注射時間 一般為 3-5 秒，保壓時間一般為 20-120 秒，冷卻時間一般為 30-120 秒。根據(jù)塑件的形狀、壁厚、材料等因素，注塑周期初定為 60 秒，后處理溫度 110℃，保溫時間 2 小時

39、。 4. 擬定模具結(jié)構(gòu)形式 當塑件的結(jié)構(gòu)和所用的材料滿足成型工藝的要求后，就需要考慮塑件的分型面位置，確定采用單型模腔還是多型模腔來進行生產(chǎn)，這樣就初步確定模具的結(jié)構(gòu)形式，為后續(xù)的設(shè)計計算提供依據(jù)。 4.1 分型面位置的確定 模具上用來取出塑件和（或）澆注系統(tǒng)可分離和接觸的表面稱為分型面。 分型面的選擇應(yīng)注意以下幾點： （1）分型面應(yīng)選在塑件的最大截面處； （2）不影響塑件外觀質(zhì)量，尤其是對外觀有明確要求的塑件； （3）有利于保證塑件的精度要求； （4）有利于模具加工，特別是型腔的加

40、工； （5）有利于澆注系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)的設(shè)置； （6）便于塑件的脫模，盡量使塑件開模時留在動模一邊； （7）盡量減少塑件在合模平面上的投影面積，以減少所需鎖模力； （8）便于嵌件的安裝； （9）長型芯應(yīng)置于開模方向。 綜合考慮以上幾點，設(shè)置分型面位置如下圖 A。 圖 3 分型面的位置 4.2 型腔數(shù)量的確定 考慮到塑件比較大，且四周又有四個比較復(fù)雜的通孔，因此型腔形似選擇一模一腔。

41、 一模一腔與多型腔相比，具有以下優(yōu)點： (1) 塑件的形狀和尺寸精度始終一致； (2) 工藝參數(shù)易于控制； (3) 模具結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，設(shè)計制造、維修大為簡化。 4.3 模架的選擇 根據(jù)塑件的尺寸大小選擇模架 P4, 模架形式如下： a b 圖4模架

42、 5. 注塑機的選擇及校核 5.1 選擇注塑機 由公稱注射量選定注射機 塑件的體積 :V=149cm3 塑件的質(zhì)量： M=136g 流道凝料 V’=0.6V； 實際注射量為 :V 實 =149× 1.6=238.4 cm3 ； 實際注射質(zhì)量為： M實 =1.6M=136×1.6=217.6g ； 根據(jù)實際注射量應(yīng)小于 0.8 倍公稱注射量原則 , 即： 0.8V公≧ V實 V公 = V實/0.8 =238.4 ÷0.8 =298 cm3 ；

43、 由鎖模力選定注射機 F D 2 F=A·P = ·P 鎖 脹分 型 型 4 =1/4 × 3.14 × 1122×25× 10 6 =246.18 （ KN） 式中 F 鎖: 注射機的鎖模力（ N）； A 分 : 塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和； P 型 : 型腔壓力，取 P型=25MP ； D 取的是塑件的最大直徑。 a 結(jié)合上面兩項的計算，初步確定注塑機為國產(chǎn)注射機 SZ-320/1250 ，其主要技術(shù)參數(shù) 如下表所示。

44、表4 國產(chǎn)注射機 SZ-320/1250 技術(shù)參數(shù)表 特性 內(nèi)容 特性 內(nèi)容 結(jié)構(gòu)類型 臥 拉桿內(nèi)間距 (mm) 410×410 理論注射容積（ cm3 ） 416 移模行程 (mm) 360 螺桿 ( 柱塞 ) 直徑 (mm) 48 鎖模力 (KN) 1600 注射壓 (MPa ) 141 螺桿轉(zhuǎn)速 (r/min) 10~200 注射速率 (g/s) 160 鎖模形式 (mm) 雙曲肘 塑化能力 (g/s) 22.2 模具定位孔直徑 (mm) 150 最小模具厚度 (mm) 1

45、50 噴嘴球半徑 (mm) 18 最大模具厚度（ mm） 550 噴嘴口直徑（ mm） 6 5.2 注塑機的校核 最大注塑量的校核 為確保塑件質(zhì)量，注塑模一次成型的塑件質(zhì)量（包括流道凝料質(zhì)量）應(yīng)在公稱注塑量 的 35%~75%范圍內(nèi)，最大可達 80%，最小不小于 10%。為了保證塑件質(zhì)量，充分發(fā)揮設(shè)備的能力，選擇范圍通常在 50%~80%。 V實 =298 cm 3 ； V 公 ＝ 416 cm 3 ； 298/416 ×100%=71.6% 滿足要求。 鎖模力的校核 在確定了型腔壓力和分型面面積之

46、后，可以按下式校核注塑機的額定鎖模力： F＞K A 分 ·P型 ＞ 1.2 ×1/4 × 3.14 × 1122×25× 10 6 ＞ 295.42KN 因此鎖模力滿足要求。 式中 :F 注塑機額定鎖模力： 1600KN； K 安全系數(shù)，取 K=1.2； 塑化能力的校核 由初定的成型周期為 60 秒計算，實際要求的塑化能力 = 每次實際注射量成型周期 即： 217.6/60=3.63 （ g/s ），遠小于注塑機的塑化能力 22.2 （ g/s ），說明注射機能完全滿足塑化要求。 噴嘴尺

47、寸校核 在實際生產(chǎn)過程中，模具的主流道襯套始端的球面半徑 R2 取比注射機噴嘴球面半徑 R1 大 1～ 2 mm，主流道小端直徑 D 取比注射機噴嘴直徑 d 大 0.5 ～1 mm，如圖 4 所示，以防止主流道口部積存凝料而影響脫模，所以，注射機噴嘴尺寸是標準，模具的制造以它為準則。 圖 5 噴嘴與澆口套尺寸關(guān)系 由于本次選擇的注塑機噴嘴球半徑為 18mm，噴嘴口直徑 6mm。選擇澆口套時同時考慮到相關(guān)標準選擇 R2=20mm， D=8.5mm。 定位圈尺寸校核 模具

48、安裝在注塑機上必須使模具中心線與料筒、噴嘴的中心線相重合，定位圈與注塑 機固定模板上的定位孔呈間隙配合（ H8/e8）。定位圈的高度，對小型模具為 8mm~10mm，對大型模具為 10mm~15mm。此外，對中小型模具一般只在定位模板上設(shè)置定位圈，對大型模 具可在動、定模板上同時設(shè)置定位圈。本次設(shè)計的模具只在定模板上設(shè)置定位圈，定位孔直徑為 150mm，定位圈的高度為 8mm。定位圈形式如下圖所示： 圖6定位圈 模具外形尺寸校核 注塑模外形尺寸應(yīng)小于

49、注塑機工作臺面的有效尺寸。模具長寬方向的尺寸要與注塑機拉桿間距相適應(yīng)，模具至少有一個方向的尺寸能穿過拉桿間的空間裝在注塑機的工作臺面上。本書中拉桿內(nèi)間距 410×410mm，模具外形尺寸設(shè)計為 355×450mm，滿足要求。 模具厚度校核 模具厚度必須滿足下式： Hm in H m Hm ax 150mm 436mm 550mm 式中： Hm ——所設(shè)計的模具厚度 436 mm； H m in ——注塑機所允許的最小模具厚度 150 mm；Hm ax ——注塑機所允許的最大模具厚度 550 mm； 模具安裝尺寸校核 注塑機的動模板，

50、定模板臺面上有許多不同間距的螺釘孔或“ T”形槽，用于安裝固定模具。模具固定安裝方法有兩種：螺釘固定，壓板固定。采用螺釘直接固定時（大型模 具常用這種方法），模具動，定模板上的螺孔及其間距，必須與注塑機模板臺面上對應(yīng)的螺孔一致；采用壓板固定時（中，小模具多用這種方法） ，只要在模具的固定板附近有螺孔就行，有較大的靈活性。 該模具外形尺寸為 355×450 屬中，小型模具，所以采用壓板固定法。 開模行程校核 所選注塑機為雙曲肘鎖模機構(gòu)，最大開模行程不受模具厚度影響。模具有側(cè)向抽芯，抽芯距離是 s 為 4mm，所需開模行程 H側(cè) 顯然小于 H1+H2。所以開模行

51、程 H=H1+H2+(5~10)mm H=100+148+（5~10）mm﹤ 258mm﹤S開 式中 S開 ——注塑機移模行程 360mm；H1 ——推出距離 100mm；H2 ——流道凝料與塑件高度 148mm。 6. 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 澆注系統(tǒng)的作用是將塑料熔體順利地充滿到型腔各處，以便獲得外形輪廓清晰、內(nèi)在質(zhì)量優(yōu)良的塑件。因此要求充模速度快而有序，壓力損失少，排氣條件好，澆注系統(tǒng)凝料易于與塑件分離或切除，且在塑件上留下澆口痕跡小。 在設(shè)計澆注系統(tǒng)時，首先選擇澆口的位置，流道及澆口

52、位置的選擇應(yīng)遵循以下原則。 （1）流道應(yīng)盡量少彎折，表面粗糙度為 R0.8 m~1.6 m 。 （2）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，盡量與模具中心線對稱。 （3）單型腔模具投影面積較大時，在設(shè)計澆注系統(tǒng)時，應(yīng)避免在模具的單面開設(shè)澆口，不然會照成注射時模具的受力不均。 （4）設(shè)計澆注系統(tǒng)時，應(yīng)考慮去除澆口方便，修正澆口時在塑件上不留痕跡。 （5）一腔多模時，應(yīng)防止將大小懸殊的塑件放在同一副模具內(nèi)。 （6）在設(shè)計澆口時避免塑料熔體直接沖擊直徑型芯及嵌件，以免產(chǎn)生彎曲、折斷或移位。 （7）在滿足成型排氣良好的前提下，要選取

53、最短的流程，這樣可以縮短填充時間。 （8）能順利的引導(dǎo)塑件熔體填充各個部位，并在填充過程中不致產(chǎn)生塑料熔體渦流、紊流現(xiàn)，使型腔內(nèi)的氣體順利排出模外。 （9）在成批生產(chǎn)塑件時，在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，要縮短冷卻時間及成型周期。 （10）若是主流道型澆口，因主流到處有收縮現(xiàn)象，若塑件在這個部位要求精度較高時，主流道應(yīng)留有加工余量或修正余量。 （11）澆口的位置應(yīng)保證塑料熔體順利地流入型腔，即對著型腔中寬暢、厚壁部位。 （12）盡量避免使塑件產(chǎn)生熔接痕，或使其熔接痕產(chǎn)生在塑件不重要的部位。 6.1 主流道 主流道是連接注塑機的噴嘴與

54、分流道（或澆口）的一段通道，通常和注塑機的噴嘴在同一軸線上，斷面為圓形，有一定的錐度，目的是便于冷料的脫模，同時也改善料流的速度，因為要和注塑機相配，所以其尺寸與注塑機有關(guān)。 本次設(shè)計的主流道襯套如下圖，其主要參數(shù)： 錐角 =6°；內(nèi) 表 面 粗 糙 度 Ra=0.63 m； 小 端 直 徑 D=d+(0.5~1)mm=8.5mm； 主 流 道 襯 套 始 端 的 球 面 半 徑 R2 =R1 +(1~2)mm=20mm；取主流道長度 l=58mm；材料為碳素工具鋼 T8A。 其中： d=6mm是注塑機的噴嘴口直徑， R1 =18mm是注塑機的噴嘴球半徑

55、。 圖 7 主流道襯套 6.2 澆口 澆口是連接分流道與型腔的一段細短的通道， 它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分， 澆口的形狀，數(shù)量，尺寸和位置對塑件的質(zhì)量影響很大，澆口的主要作用有兩個，一是塑料熔體流經(jīng)的 通道，二是澆口的適時凝固可控制保壓時間。澆口的類型有很多，有點澆口，側(cè)澆口，直接澆口，潛伏式澆口等，各澆口的應(yīng)用和尺寸按塑件的形狀和尺寸而定，本次設(shè)計的模具為單型腔模具，比較簡單，采用無分流道和冷料穴的圓環(huán)形澆口，澆口

56、形狀為圓環(huán)形，如下圖： 圖 8 澆口形狀和位置 這種交口的特性 : 它在單型腔模具中，塑料熔體直接流入型腔，因而壓力損失少，進料速度快，成型比較容易， ，傳遞壓力好，保壓補縮作用強，模具結(jié)構(gòu)簡單緊湊，制造方便。圓環(huán)形澆口中間的錐形型芯起分流作用，進料均勻，在整個圓周上取得大致相同的流速，空氣也容易順序排除，無熔接縫，尺寸可作為矩形澆口看待。其缺點是去除澆口比較困難。 澆口尺寸的確定： 環(huán)形澆口外徑： D2= D+2× l × t

57、an =8.5+2 ×58× tan3=14.58mm 環(huán)形澆口寬度 :w= （D2- D 1 ）/2=2.29mm 主流道錐角： =3°；主流道小端直徑： D=8.5mm；主流道長度： l=58mm；環(huán)形澆口 平均直徑： D均; 環(huán)形澆口內(nèi)徑： D1=10mm；環(huán)形澆口外徑： D2；塑件厚度： t=8mm 6.3 剪切速率的校核 生產(chǎn)實踐表明，當注射模主流道和分流道的剪切速率 R=5×10 2 ~5×103S 1 、澆口的剪切速率 R=104 ~105 S 1 時，所成型的塑件質(zhì)量最好。 對一般熱塑性塑料， 將以上推薦的剪切 速率值作為計算依

58、據(jù)，可用以下經(jīng)驗公式表示： R=3.3qv Rn 3 式中 q 3 v ——體積流量（ CM /S ）； R3n ——澆注系統(tǒng)斷面當量半徑（ CM）。 主流道剪切速率校核 3 Q主 v =0.8Q公 /T =238.4 ÷ 1.5=158.9 （ CM /S ） T 注射時間： T=1.5（ S）； Rn 主流道的平均當量截面半徑： Rn = d1 d2 =0.478 （CM） 4 d 1 主流道小端直徑 ， d 1 =0.85 （ CM）； d 2 主流道大端直徑， d 2 =1.061 （CM）

59、 R主 = 3.3q3v = 3.3 ×158.9/(3.14 × 0.478 3)=1.53 ×10 3 S 1 Rn 5×10 2 ＜1.53 ×10 3 ＜5×103 ( 滿足條件 ) 澆口剪切速率的校核 3.3qv 3 3 1 R澆 = R 3 =3.3 × 158.9/(3.14 ×0.53 )=1.12 ×10 S n 2-D1 2), 當量面積 S= 2 其中：澆口面積 S= /4 ×(D2 Rn當 所以 Rn當 =5.3mm。

60、 單從計算上看，交口剪切速率偏小。但由于模具比較特殊，為一模一腔，無分流道， 壓力損失少，進料速度快，成型比較容易， ，傳遞壓力好，所以澆口的剪切速率是合適的。 從以上的計算結(jié)果看，流道與澆口剪切速率的值都落在合理的范圍內(nèi)，證明流道與澆口的尺寸取值是合理的。 7. 成型零件的工作尺寸計算 模具中確定塑件幾何形狀和尺寸精度的零件稱為成型零件。 成型零件包括凹模、 型芯、鑲塊、成形桿和成型環(huán)等。成型過程中成型零件受到塑料熔體的高壓作用，料流的沖刷， 脫模時與塑件間發(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

61、表面粗糙度，此外還要求成型零件具有合理的結(jié)構(gòu)和良好的加工工藝性，具有足夠的強度、剛度和表面硬度。 7.1 成型零件工作尺寸的計算 在計算型腔和型芯工作尺寸之前，對塑件各重要尺寸應(yīng)按機械設(shè)計中最大實體原則進 行轉(zhuǎn)化，即塑件外形尺寸 （名義尺寸） 為最大尺寸，其公差△為負值； 塑件的內(nèi)腔尺寸 （名 義尺寸）為最小值，其公差△為正值；中心距尺寸為公稱尺寸，其公差為正負△ /2 。 凹模的工作尺寸計算 凹模的徑向尺寸計算公式： L=[Ls(1+k)-X △] 0+δ 式中 ：Ls——塑件外型徑向公稱尺寸； K——塑料的平均收縮率； △——塑

62、件的尺寸公差； δ——模具制造公差，取塑件相應(yīng)尺寸公差的 1/3 ~1/6 。 凹模的深度尺寸計算公式： H=[Hs(1+k)-X △] +δ 0 式中 :Hs ——塑件高度方向的公稱尺寸。 經(jīng)查得 PP的收縮率 K=0.6%；塑件未注尺寸公差，所以按 MT5B類公差選取，查模塑件尺寸公差表的其單項公差為 1.34 。 塑件尺寸（需要精度計算的尺寸）如下圖：

63、 圖9塑件圖 （1）型腔徑向尺寸 模具最大磨損量取塑件公差的 1/6 ；模具的制造公差δ z=△ /3 ，X 取 0.75 1）34→ 34+0.76 (Ls) - δz =[ （1+s） Ls+x△ ] 0 - δ z =[ （1+0.6%）× 34+0.75×0.76] 0-0.25 =34.77 0-0.25 2）50→ 50-1.34 (L M1) +δz 0=[ （ 1+S）Ls1 -X△] +δ z 0 =

64、[ （ 1+0.6%）× 50-0.75 ×0.84] +0.45 =49.67 +0.45 0 3）98→ 98-1.34 (L M2) +δz 0=[(1+S)Ls 2-X ] +δ 0 =[ （ 1+0.6%）× 98-0.75 ×1.20] +0.45 0 =97.69 +0.45 0 4）102→102 -1.34 (L M2) +δz 0=[(1+S)Ls 2-X ] +δ 0

65、 =[ （ 1+0.6%）× 102-0.75 × 1.34] +0.45 0 =101.61 +0.45 0 （2）型腔深度尺寸 模具最大磨損量取塑件公差尺寸 1/6 ；模具制造公差δ z=△/3 ；取 X=0.65, 1）10→ 10+10.76 0 (Hm1) 0- δ =[ （ 1+S）Hs+ X] 0- δ z 0 =[(1+0.6%) × 10+0.65× 0.48] -0.25 0 =10.37 -0.25 2）18→ 18-1.34 +δz +0.45 (HM1

66、) 0=[(1+0.6%) ×18-0.65 ×0.58] 0 3）39→ 39-1.34 +δz +0.45 (HM2) 0=[(1+0.60%) × 39-0.65 ×0.76] 0 4）82→ 82-1.34 (HM2) +δz 0=[(1+0.60%) × 82-0.65 ×1.20] +0.45 0 +0.45 =81.71 0 5）4→4-1.34 (HM2) +δz 0=[(1+0.60%) × 4-0.65 ×0.44] +0.45 0 =3.74 +0.45 0 型芯的工作尺寸計算 型芯的徑向尺寸計算公式： l=[Ls(1+k)-X) △ ] 0- δ 式中： Ls ——塑件內(nèi)部徑向公稱尺寸 K——塑料的平均收縮率 △——塑件的尺寸公差 δ——模具制造公差，取塑件相應(yīng)尺寸公差的 1/3~1/6 。 凹模的深度尺寸計算公式： 0 h=[Hs(1+k)-X △] - δ 式中： Hs——塑件高度方向的公稱尺寸。 經(jīng)查得 PP的收縮率約為 0