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請充值后下載含圖紙源文件壓縮包，需要其他課題加 Q--1459919609- -IXX 學校畢業(yè)設計說明書課題名稱： 學生姓名 學 號 所在學院 專 業(yè) 班 級 指導教師 起訖時間： 年 月 日～ 年 月 日 請充值后下載含圖紙源文件壓縮包，需要其他課題加 Q--1459919609- -II基于 UG 的飲水杯模具設計摘要當前飲水杯注塑成型工藝方法很多，為了進一步提高生產(chǎn)效率，節(jié)約生產(chǎn)成本，本文在現(xiàn)有的注塑成型工藝冷卻方面做了進一步改進，選擇在型芯上開設冷卻水道，希望縮短冷卻過程，從而提高生產(chǎn)效率。本文主要介紹了經(jīng)過優(yōu)化型芯冷卻系統(tǒng)后的飲水杯注塑模設計、塑料成形工藝以及注塑的過程，也對注塑機也進行了一些簡單的介紹。主要設計過程有：塑料制品的工藝分析，型腔數(shù)目的確定，型芯冷卻系統(tǒng)的設計，注塑機的選擇以及模具的結(jié)構(gòu)設計。本文設計的是一模兩腔三板式模具，由于飲水杯的特殊形狀，無法直接脫模，需設置側(cè)面分型機構(gòu)，本套模具是通過斜導柱進行側(cè)面分型，本文對模具的各部分零件進行了設計與計算。在完成了一系列計算和構(gòu)想之后，利用 UG6.0 畫出注件的三維圖，并設計好澆注系統(tǒng)、開模方向，然后進行開模仿真，在確定無誤之后，利用EMX7.0 設計模架，在完成模架設計之后，利用裝配方法把整套模具完成整體設計并導出總裝配圖和爆炸圖。通過采用組合式型芯，并在型芯塊上設計螺旋狀冷卻水道的冷卻系統(tǒng)措施后，注塑過程中注件得到了良好的散熱，提高了注件生產(chǎn)效率。在現(xiàn)有的工藝上做了改善之后，飲水杯的注塑過程大大縮短，既提高了生產(chǎn)效率，同時也節(jié)約了生產(chǎn)成本。關(guān)鍵詞：飲水杯；注塑模；側(cè)分型 請充值后下載含圖紙源文件壓縮包，需要其他課題加 Q--1459919609- -IIIPlastic cup mound design based on UGAbstractMany methods in plastic cuPP injection molding process is adopted. To improve the efficiency further, a new type mold was designed in this paper in which cooling water channel was caved in the core. The design of module was introduced in this paper, especially the cooling system of core. Moreover, the injection process and machine were discussed. The main design process are: process analysis of plastic products, to determine the number of cavity, core cooling system design, structure design and the selection of injection molding machine and mold. A mold with two cavities was adopted in this work. Due to the special shape of plastic cuPP, it is difficult to put the cuPP off the mold directly. Therefore a side parting mechanism was set up to divide by the side of the oblique guide pillar. All part of part in mold was designed and calculated. After the completion of a series of calculation and design, UG5.0 software was used to draw the 3D map pieces, and good design of gating system, the parting direction, then the simulation of mold opening. After the completion of mold design, assembly method was adapted to assemble the whole mold and generate assembly map and map explosion.Based on the combined core and the cooling system, the ability of heat dissipation has been improved and therefore the production efficiency of injection. Keywords: plastic cup; injection mold; side parting 請充值后下載含圖紙源文件壓縮包，需要其他課題加 Q--1459919609- -1目錄摘要 .......................................................................................................................IAbstract................................................................................................................II第 1 章 緒論 ........................................................................................................31.1 模具行業(yè)的發(fā)展 ......................................................................................31.2 注塑工藝概述 ..........................................................................................31.2.1 注塑工藝發(fā)展的現(xiàn)狀 ......................................................................41.2.2 注塑工藝發(fā)展趨勢 ..........................................................................41.3 CAD/CAM/CAE 及 UG 的發(fā)展趨勢 .......................................................51.4 注塑模具概述 ..........................................................................................61.5 課題研究的目的和意義 ..........................................................................6第 2 章 模具設計方案 ........................................................................................72.1 飲水杯二維圖 ..........................................................................................72.2 塑件材料 ..................................................................................................72.2.1 機械性能 ..........................................................................................82.2.2 優(yōu)越的抗水、防潮性 ......................................................................82.2.3 輕質(zhì)、高硬度 ..................................................................................92.2.4 成型性能 ..........................................................................................92.3 塑料制品的工藝分析 ..............................................................................92.3.1 脫模斜度 ..........................................................................................92.3.2 塑件的壁厚 ....................................................................................102.3.3 支承面 ............................................................................................112.3.4 材料的成型收縮率 ........................................................................112.3.5 尺寸精度和表面粗糙度 ................................................................112.4 注塑過程的特點 ....................................................................................112.5 型腔數(shù)目的確定 ....................................................................................122.6 注塑機的選擇 ........................................................................................13第 3 章 澆注系統(tǒng)的設計 ..................................................................................173.1 設計澆注系統(tǒng)基本要點 ........................................................................173.2 主流道設計 ............................................................................................173.2.1 主流道的作用 ................................................................................173.2.2 主流道（澆口套）設計基本要點 ................................................183.3 分流道設計 ............................................................................................183.3.1 分流道的作用 ................................................................................183.3.2 分流道的類型 ................................................................................193.4 澆口設計 ................................................................................................19 請充值后下載含圖紙源文件壓縮包，需要其他課題加 Q--1459919609- -23.4.1 澆口的作用 ....................................................................................193.4.2 澆口的類型 ....................................................................................193.5 冷料穴設計 ............................................................................................213.6 排氣槽設計 ............................................................................................21第 4 章 成型零件的結(jié)構(gòu)設計 ..........................................................................234.1 成型零件結(jié)構(gòu)設計 ................................................................................234.1.1 型芯結(jié)構(gòu)設計與尺寸計算 ............................................................244.2 型芯冷卻系統(tǒng)的設計 ............................................................................264.3 模架的選用 ............................................................................................274.3.1 安裝尺寸校核 ................................................................................274.3.2 開模行程的校核 ............................................................................294.3.3 模具高度尺寸的確定 ....................................................................304.4 脫模機構(gòu)的設計 ....................................................................................314.4.1 頂桿的設計 ....................................................................................314.4.2 頂料板的設計 ................................................................................324.5 頂桿的復位 ............................................................................................32裝配圖 ................................................................................................................34總結(jié) ....................................................................................................................35致謝 ....................................................................................................................36參考文獻 ............................................................................................................37 請充值后下載含圖紙源文件壓縮包，需要其他課題加 Q--1459919609- -3第 1 章 緒論1.1 模具行業(yè)的發(fā)展模具行業(yè)是制造業(yè)中的一項基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，是技術(shù)成果轉(zhuǎn)化的基礎(chǔ)，同時本身義是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要領(lǐng)域。模具技術(shù)水平的高低，決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品開發(fā)能力，它已成為衡量一個國家制造業(yè)水平高低的重要標志。日前，塑料模具在整個模具行業(yè)中約占 30%左右。二十一世紀世界制造加工業(yè)的競爭更加激烈，對注塑產(chǎn)品與模具的設計制造提出了新的挑戰(zhàn)，產(chǎn)品需求的多樣性要求塑件多品種、復雜化，市場的快速變化要求發(fā)展產(chǎn)品及模具的快速設計制造技術(shù)，全球性的經(jīng)濟競爭要求盡可能地降低產(chǎn)品成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量，創(chuàng)新、精密、復雜、高附加值已成為注塑產(chǎn)品的發(fā)展方向，必須尋求高效、可靠、敏捷、柔性的注塑產(chǎn)品與模具設計制造系統(tǒng)。當前，國內(nèi)塑料模具市場以注塑模具需求量最大，其中發(fā)展重點為工程塑料模具。有關(guān)數(shù)據(jù)表明，目前僅汽車行業(yè)就需要各種塑料制品 36 萬噸：電冰箱、洗農(nóng)機和空調(diào)的年產(chǎn)量均超過 1000 萬臺；彩電的年產(chǎn)量已超過 3000 萬臺；到 2010 年，在建材行業(yè)，塑料門窗的普及率為 30%，塑料管的普及率將達到 50%。這些都會導致對模具的需求量人幅度增長。近來我國模具工業(yè)發(fā)展迅速，日前已呈現(xiàn)出市場廣闊、產(chǎn)銷兩旺的局面。深圳周邊及珠江三角洲地區(qū)是中國塑料模具工業(yè)最為發(fā)達、科技含量最高的區(qū)域，預計有可能在 10 年內(nèi)發(fā)展成為世界模具生產(chǎn)中心。其次，浙江東部的余姚、寧海、黃巖溫州等地的塑料模具工業(yè)發(fā)展也非?？臁Ｏ喈敹嗟陌l(fā)達國家塑料模具企業(yè)移師中國，是國內(nèi)塑料模具工業(yè)迅速發(fā)展的重要原因之一。中國技術(shù)人才水平的提高和平均勞動力成本低都是吸引外資的優(yōu)勢，這些是塑料模具市場迅速成長的重要因素所在，所以中國塑模市場的前景一片輝煌。1.2 注塑工藝概述隨著塑料工業(yè)的飛速發(fā)展和通用塑料與工程塑料在強度和精度方面的不斷提高，塑料制品的應用范圍不斷地擴大。注塑成型是塑料加工中最普遍采用的方法，該方法全部熱塑料和部分熱固性塑料，制得的塑料制品數(shù)量之大是其他成型方法望塵莫及的。由于注塑成型加工不僅產(chǎn)量多，而且運用于多種原料，能夠成批，連續(xù)的生產(chǎn)，并且具有固定的尺寸，可以實 請充值后下載含圖紙源文件壓縮包，需要其他課題加 Q--1459919609- -4現(xiàn)生產(chǎn)自動化，高速化，因此，具有得極高的經(jīng)濟效益。作為注塑成型的加工的主要工具之一的注塑模具，在質(zhì)量、精度、制造周期以及注塑成型過程中的生產(chǎn)效率等方面的水平的高低，直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量、產(chǎn)量、成本及產(chǎn)品的更新?lián)Q代，同時也決定著企業(yè)在市場競爭中的反應能力和速度。與其他行業(yè)相比模具制造業(yè)存在成本高，要求制造周期短、技術(shù)性強的特點，目前，隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展和計算機的應用，這些問題得到很大的改善。由于有了計算機輔助設計和計算機輔助加工，從根本上改變了模具生產(chǎn)的面貌，可靠地保證了模具所生產(chǎn)的精度與質(zhì)量。預硬、易切削以及高光亮等，新型模具材料的應用，大大地方便了加工幾熱處理。另外，模具標準件和標準件為基礎(chǔ)的特殊定制零件的普及，明顯地縮短了模具制造周期。1.2.1 注塑工藝發(fā)展的現(xiàn)狀模具行業(yè)是制造業(yè)中的一項基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，是技術(shù)成果轉(zhuǎn)化的基礎(chǔ)，同時本身義是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要領(lǐng)域。模具技術(shù)水平的高低，決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品開發(fā)能力，它已成為衡量一個國家制造業(yè)水平高低的重要標志。日前，塑料模具在整個模具行業(yè)中約占 30%左右。全球性的經(jīng)濟競爭要求盡可能地降低產(chǎn)品成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量，創(chuàng)新、精密、復雜、高附加值已成為注塑產(chǎn)品的發(fā)展方向，必須尋求高效、可靠、敏捷、柔性的注塑產(chǎn)品與模具設計制造系統(tǒng)。目前在國內(nèi)外市場已涌現(xiàn)出一批成功應用于塑料注射模的CAD/CAE/CAM 系統(tǒng)。而且通過推廣使用模具標準件，實現(xiàn)了部分資源共享，這樣就大大減少模具設計的工作量和工作時間，對于發(fā)展 CAD/AM技術(shù)、提高模具的精密度有重要意義。因此，模具成為國家重點鼓勵與支持發(fā)展的技術(shù)和產(chǎn)品。現(xiàn)代模具是多學科知識集聚的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一部分，是國民經(jīng)濟的裝備產(chǎn)業(yè)，其技術(shù)、資金與勞動相對密集。1.2.2 注塑工藝發(fā)展趨勢近年來，塑料成型加工機械和成型模具增長十分迅速，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。我國在注射模 CAD 技術(shù)開發(fā)、應用及研究方面起步較晚。從 80 年代中期開始，國內(nèi)部分大中型企業(yè)先后引進了一些國外知名度較高的注塑模 請充值后下載含圖紙源文件壓縮包，需要其他課題加 Q--1459919609- -5CAD 系統(tǒng)。同時，某些高等學校和科研院所也開始了注塑模 CAD 系統(tǒng)的研制與開發(fā)工作。1.3 CAD/CAM/CAE 及 UG 的發(fā)展趨勢模具技術(shù)的發(fā)展，主要依賴于模具標準化程度、優(yōu)質(zhì)模具材料的研究、先進的設計與制造技術(shù)、專用的機床設備及生產(chǎn)管理等。CAD/CAE/CAM技術(shù)在模具生產(chǎn)中的應用占有極其重要的地位，是模具產(chǎn)品生產(chǎn)立足市場競爭，滿足時間、質(zhì)量、成本、服務、環(huán)境的要求，最大限度地提高生產(chǎn)效率，滿足用戶需求的重要保障。隨著創(chuàng)新技術(shù)能力的提高和網(wǎng)絡計算環(huán)境的普及，模具 CAD/CAE/CAM 技術(shù)的發(fā)展總體上朝著以下 7 個方面發(fā)展：1.集成化；2.網(wǎng)絡化；3.標準化；4.開放性；5.虛擬化；6.專業(yè)化；7.智能化。近年來，我國引進了不少很強圖形功能的 CAD/CAE/CAM 系統(tǒng)軟件，但在曲面造型和數(shù)控加工等方面依然存在一定的局限性。目前，國內(nèi)一些大型企業(yè)或 CAD/CAE/CAM 技術(shù)較成熟的企業(yè)通常引進成套軟件，而大多數(shù)模具工廠和中小型企業(yè)的 CAD/CAE/CAM 技術(shù)的應用處于初級階段，通常以自我開發(fā)為主，選定適合實際情況的軟、硬件開發(fā)平臺進行二次開發(fā)，提高了設計效率和質(zhì)量的同時，也使軟件更加符合工廠生產(chǎn)實際和便于技術(shù)人員的使用。由模具 CAD／CAM 的發(fā)展可以看出，一個好的模具 CAD／CAM 系統(tǒng)應當具有以下的特點：1. 模具 CAD／CAM 系統(tǒng)必須具備描述物體幾何形狀的能力。有些設計過程最初提出的要求是一些參數(shù)或性能指標。2. 標準化是實現(xiàn)模具 CAD 的必要條件。模具設計一般不具有唯一性。對于同一產(chǎn)品零件，不同設計人員設計的模具不盡相同。3. 設計準則的處理是模具 CAD 中的一個重要問題。人工設計模具所依據(jù)的設計準則大部分是以數(shù)表和線圖形式給出的。4. 模具 CAD／CAM 系統(tǒng)應具有充分的柔性模具的結(jié)構(gòu)隨產(chǎn)品的不同而變化，模具型面的幾何形狀復雜，現(xiàn)階段，模具的設計方式基本上屬于經(jīng)驗設計，設計質(zhì)量在很大程度上取決于設計者的技巧。UG 軟件自 1988 年問世以來，十余年間迅速成為全世界最普及的 3D CAD/CAM 軟件，現(xiàn)今 UG 幾乎成為 3D CAD/CAM 系統(tǒng)的標準軟件。Pro/ E 軟件在機械、模具、電子、通訊、工業(yè)設計、汽車、航天、家電、 請充值后下載含圖紙源文件壓縮包，需要其他課題加 Q--1459919609- -6玩具等各行業(yè)都得到廣泛的應用。它整合零件設計、零件裝配、模具開發(fā)、鈑金設計、機械設計、動態(tài)仿真、應力分析等功能于一體，為專業(yè)人員提供了一個強大的學習、工作平臺。1.4 注塑模具概述 本課題主要的方向在于借助計算機的輔助設計軟件 UG5.0 和 EMX7.0來實現(xiàn)注塑件與注塑模的設計。模具是機械、汽車、電子、通訊、家電等工業(yè)產(chǎn)品的基礎(chǔ)工藝裝備之一。作為工業(yè)基礎(chǔ)，模具的質(zhì)量、精度、壽命對其他工業(yè)的發(fā)展起著十分重要的作用，在國際上被稱為“工業(yè)之母” ，對國民經(jīng)濟發(fā)展起著不容質(zhì)疑的作用。塑料模具一種用于壓塑、擠塑、注射、吹塑和低發(fā)泡成型的組合式塑料模具，它主要包括由型腔組合基板、型腔組件和型腔組合卡板組成的具有可變型腔的型腔，由型芯組合基板、型芯組件、型芯組合卡板、型腔截斷組件和側(cè)截組合板組成的具有可變型芯的型芯。模具凸、型腔及輔助成型系統(tǒng)的協(xié)調(diào)變化?？杉庸げ煌螤?、不同尺寸的系列塑件。1.5 課題研究的目的和意義本課題要求跟據(jù)圖紙以及任務書設計出結(jié)構(gòu)優(yōu)化的模具。當前飲水杯注塑成型工藝方法很多，為了進一步提高生產(chǎn)效率，節(jié)約生產(chǎn)成本，本文在現(xiàn)有的注塑成型工藝冷卻方面做了進一步改進，選擇在型芯上開設冷卻水道，希望縮短冷卻過程，從而提高生產(chǎn)效率。本設計是希望經(jīng)過優(yōu)化設計后，使得在用該模具在生產(chǎn)過程中，注件的生產(chǎn)質(zhì)量得到改善，提高生產(chǎn)效率，為該行業(yè)的企業(yè)節(jié)約生產(chǎn)成本，提高企業(yè)的經(jīng)濟效率。 請充值后下載含圖紙源文件壓縮包，需要其他課題加 Q--1459919609- -7第 2 章 模具設計方案2.1 飲水杯二維圖本課題要求跟據(jù)圖紙以及任務書設計出結(jié)構(gòu)優(yōu)化的模具。塑件的形狀和尺寸要求如圖 2-1 所示。圖 2-1 飲水杯示意圖2.2 塑件材料2.2.1 塑 料 材 料 的 基 本 特 性聚丙烯英文名稱：Polypropylene ，簡稱：PP ，俗稱：百折膠。聚丙烯是聚α-烯烴的代表，由丙烯聚合而制得的一種熱塑性樹脂，其單體是丙烯CH2=CH－CH3。根據(jù)引發(fā)劑和聚合工藝的不同，聚丙烯可以分為等規(guī)聚丙烯和無規(guī)聚丙烯和間規(guī)聚丙烯三種構(gòu)型。等規(guī)聚丙烯易形成結(jié)晶態(tài)，結(jié)晶度高達 95%以上，分子量在 8-15 萬之間，賦予他良好的抗熱和抗溶劑性；無規(guī)聚丙烯在室溫下是一種非結(jié)晶的、微帶粘性的白色蠟狀物，分子 請充值后下載含圖紙源文件壓縮包，需要其他課題加 Q--1459919609- -8量低，在 3000-10000，結(jié)構(gòu)不規(guī)整缺乏內(nèi)聚力，應用較少。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。由于均聚物型的 PP 溫度高于 0℃以上時非常脆，因此許多商業(yè)的 PP 材料是加入 1~4%乙烯的無規(guī)則共聚物或更高比率乙烯含量的嵌段式共聚物。共聚物型的 PP 材料有較低的熱扭曲溫度（100℃）、低透明度、低光澤度、低剛性，但是具有更強的抗沖擊強度。PP 的強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度較低。對于相同 MFR的材料，共聚物型的強度比均聚物型的要高。由于結(jié)晶，PP 的收縮率相當高，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。PP 也不象 PE那樣在高溫下仍具有抗氧化性。 [2] 聚丙烯（PP）是常見塑料中較輕的一種，其電性能優(yōu)異，可作為耐濕熱高頻絕緣材料應用。PP 屬結(jié)晶性聚合物，熔體冷凝時因比容積變化大、分子取向程度高而呈現(xiàn)較大收縮率(1.0%-1.5%)。PP 在熔融狀態(tài)下，用升溫來降低其粘度的作用不大。因此在成型加工過程中，應以提高注塑壓力和剪切速率為主，以提高制品的成型質(zhì)量。2.2.2 塑 件 材 料 成 型 性 能1. 結(jié)晶料，吸濕性小，易發(fā)生融體破裂，長期與熱金屬接觸易分解。2. 流動性好，但收縮范圍及收縮值大，易發(fā)生縮孔、凹痕、變形。 請充值后下載含圖紙源文件壓縮包，需要其他課題加 Q--1459919609- -93. 冷卻速度快，澆注系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)應緩慢散熱，并注意控制成型溫度.料溫低溫高壓時容易取向，模具溫度低于 50 度時，塑件不光滑，易產(chǎn)生熔接不良，流痕，90 度以上易發(fā)生翹曲變形。4. 塑料壁厚須均勻，避免缺膠，尖角，以防應力集中。2.2.3 塑件材料主要用途1、化學化工儲罐制造加工2、高酸堿溶液儲存器3、處理設備建材4、電子電鍍設備容器5、實驗設備及器皿6、通用加工儀器設備7、洗滌器，空氣過濾系統(tǒng)，導管系統(tǒng)8、廢氣處理洗滌系統(tǒng)9、電路印刷板酸洗設備10、電鍍槽11、醫(yī)療應用元件12、電腦數(shù)字加工中心及精密設備元件13、交通運輸2.3 塑料制品的工藝分析塑件的幾何形狀與成型的方法，模具分型面的選擇，塑件是否能順利成型和出模有直接的關(guān)系。因此在設計塑件時應認真考慮，使塑件的幾何形狀能滿足其成型工藝性要求，在不影響使用要求的情況下，都應力求簡單，避免側(cè)表面凹凸不平和帶有側(cè)孔，這樣容易從模腔中直接頂出，避免了模具結(jié)構(gòu)的復雜性。2.3.1 脫模斜度 為了易于使塑件從模具取出或從塑件中抽出型芯，在設計時必須考慮塑件內(nèi)外壁具有足夠的脫模斜度。 請充值后下載含圖紙源文件壓縮包，需要其他課題加 Q--1459919609- -10最小脫模斜度與塑料性能、收縮率的大小，塑件的幾何形狀有關(guān)。但在具體選擇脫模斜度時還應注意以下幾點：1．凡塑件要求高的，采用較小的脫模斜度。2．凡較高的，較大的尺寸，應選用較小的脫模斜度。3．塑件形狀復雜的，不易脫模的應選用較大的脫模斜度。4．塑件的收縮率大的應選用較大的斜度值。5．塑件壁厚較厚時，會使成形收縮增大，脫模斜度應采用較大的數(shù)值。6．如果要求脫模后塑件保持在型芯的一邊，塑件的內(nèi)表面的脫模斜度可選的比外表面小；反之，要求脫模塑件留在型腔內(nèi)，則塑件外表面脫模斜度應小于內(nèi)表面，但是，當內(nèi)外表面脫模斜度不一致時，往往不能保證壁厚的均勻。7．增強塑料宜取大，含自潤滑劑等易脫模塑料可取小。8．斜度取留方向，對于塑料內(nèi)表面是以小端為基準，斜度向擴大方向取，塑件外表面則應以大端為基準，斜度向縮小方向取。綜合考慮以上幾點，選取本制品的脫模斜度為 0.3o。2.3.2 塑件的壁厚塑件壁厚設計的基本依據(jù)是塑件的使用要求，例如強度、剛度、絕緣性、重量，尺寸穩(wěn)定性和與其他零件的裝配關(guān)系。壁厚設計也要考慮到塑件成形時的工藝性要求，如對熔體的流動性阻力，頂出時的強度和剛度等。在滿足工作要求和工藝要求的前提下，塑件壁厚設計時還應遵循下面兩項基本原則：1.盡量減小壁厚減小壁厚不僅可以節(jié)約材料，節(jié)約能源，也可以縮短成型周期，因為塑料是導熱系數(shù)很小的材料，壁厚的少量增加，會使塑件在模腔內(nèi)冷卻時間明顯增長。塑件的壁厚減小也有利于獲得質(zhì)量較優(yōu)的塑件，因為厚壁塑件容易產(chǎn)生表面凹陷和內(nèi)部縮孔。2.盡可能保持壁厚均勻塑件壁厚不均勻時成型過程中所需的冷卻時間不同，收縮率也不同，容易造成塑件的內(nèi)應力和翹曲變形。因此設計塑件時應盡量減小各部分的壁厚差別。一般情況下應使壁厚差別保持在 30%以內(nèi)。對于由于塑件結(jié)構(gòu)所造成的壁厚差別過大情況，可采用以下兩種方法 請充值后下載含圖紙源文件壓縮包，需要其他課題加 Q--1459919609- -11減小壁厚差：（1） 可將塑件過厚部分挖空。（2） 可將塑件分解，即將一個塑件設計為兩個塑件。綜合考慮，本制品壁厚選取為 2mm，且盡量保持壁厚均勻。2.3.3 支承面當塑件需由一個面作為支承面時，如果整個面來作為支承面，在制造過程中是易滿足要求的。在這樣的情況下，應在設計塑件時采用凸邊或幾個凸起的支腳作為支承面。環(huán)行周邊支承面或支承底腳高度不應小于0.5mm，否則底面變形也會使塑件不能平穩(wěn)地放置。本制品環(huán)行支承面的高度取 1mm。2.3.4 材料的成型收縮率塑件從模具中取出到冷卻至室溫會發(fā)生尺寸收縮，這種性能稱收縮性。查參考文獻[2] 中的表 1-2 得該塑料的成型收縮率（%）：0.4～0.6；由于收縮不僅與熟知的熱脹冷縮有關(guān)，還和各成型因素有關(guān)，所以將成型后塑件的收縮稱成型收縮。影響收縮的因素主要有：1.塑料品種 2.塑料特性 3.模具結(jié)構(gòu) 4.成型工藝這里取計算成型收縮率為 0.5%。2.3.5 尺寸精度和表面粗糙度根據(jù)推薦，本制品選取 SJ-1372-78 5 級精度。2.4 注塑過程的特點注塑過程具有以下幾個特點。對這些特點的認識和正確運用對合理設計塑件和取的良好的塑件質(zhì)量有直接的關(guān)系。1. 注塑是在封閉的模腔中進行的塑件是在封閉的模腔中成型的，成型時是將一受熱熔化的塑料的熔體在壓力作用下，通過細小的澆道注入已經(jīng)閉合的模具腔體。在封閉模腔中成型塑件。為減小從模腔中脫出時的阻力，要求塑件帶有適當?shù)拿撃Ｐ倍?，也要求模具兩部分的接觸面(即分型面)應相對與所成型的塑件，安排在適當?shù)奈恢谩Ｔ诜忾]的型腔中成型塑件，要求在模具總體結(jié)構(gòu)中帶有合理的，可保證塑件順利脫出的脫模機構(gòu)或抽芯機構(gòu)等，也要求設計出可以充分排除型腔內(nèi)原有的空氣和塑件中低分子揮發(fā)物的排氣系統(tǒng)。2. 注塑過程受多種工藝參數(shù)的影響 請充值后下載含圖紙源文件壓縮包，需要其他課題加 Q--1459919609- -12從注塑機方面看，有對料桶溫度、注射壓力、注射時間和保壓時間等參數(shù)的控制。螺桿式注塑機又有對螺桿轉(zhuǎn)速和塑化壓力的控制，螺桿結(jié)構(gòu)形式的選用等。無論螺桿式注塑機或柱塞式注塑機都有對注塑量的控制，注塑機合模機構(gòu)一端又有對鎖模力的控制等。從模具方面看，有模具溫度及其分布，澆注系統(tǒng)的參數(shù)，如：澆口的類型，澆口的位置，澆口面積的大小，分流道斷面形狀和大小，排氣槽的開設情況等，對塑件質(zhì)量都有重大的影響。脫模機構(gòu)和抽芯機構(gòu)的合理性和可靠性也與塑件質(zhì)量密切相關(guān)。另外，塑件本身的機構(gòu)也對塑件質(zhì)量有影響。3. 成型過程有熱交換作用并伴隨著相變和聚集態(tài)變化塑料注塑過程中，塑料在注入模腔前，先由顆粒狀或粉末狀的固體態(tài)加熱到熔融的粘流態(tài)，而注入模具后，則是從粘流態(tài)冷卻凝固為具有能保持住模腔形狀的固體態(tài)，因此在進入模腔前后都存在著熱交換作用。熔體冷卻凝固變?yōu)楣腆w狀態(tài)過程中，聚合物從粘流態(tài)變?yōu)楦邚棏B(tài)再變?yōu)椴ＡB(tài)，結(jié)晶型塑件從熔融態(tài)結(jié)晶為晶態(tài)。熔體高速進入型腔時受到剪切作用，分子鏈沿流動方向取向。剪切作用停止后，未冷卻凝固的取向分子鏈亦可由于熱運動解取向。因此，熔體與模具的熱交換情況，即熔體的冷卻速率，冷卻速率的分布情況對上述聚集態(tài)變化具有決定性影響。冷卻速率緩慢可造成結(jié)晶型塑料充分結(jié)晶，可獲得結(jié)晶速度高、晶粒粗大的塑件或取向度低的塑件。冷卻速率增快則可獲得結(jié)晶度低、晶粒細小的塑件或保留較高取向度的塑件。兩種情況下所得到的塑件力學性能、光學性能、收縮率大小等都會有明顯差別。塑件各不同部位冷卻速率的分布情況對于收縮率的均勻性內(nèi)應力的形成和大小，塑件的尺寸和形狀穩(wěn)定性等則有重要的影響。2.5 型腔數(shù)目的確定模具中的型腔數(shù)目的確定是一項終合項目。首先應考慮注塑機的各項規(guī)格和工作性能，以及考慮制品的精度要求，模具制造的費用。以機床的注塑能力為基礎(chǔ)，每次注射量不超過注塑機注塑量的 80％。從塑件精度考慮，通常認為，模具中每增加一個型腔，所成型的制品精度將下降 40％，多型腔模具的制造精度低，塑件的精度也低。從塑件產(chǎn)量考慮，對試制或小批量塑件宜取單型腔或少型腔，大批量時宜取多型腔。由于本制品精度要求不高，且 請充值后下載含圖紙源文件壓縮包，需要其他課題加 Q--1459919609- -13屬于大批量生產(chǎn)，綜合考慮初步確定型腔數(shù)目為 2。2.6 注塑機的選擇為了保證正常生產(chǎn)和獲得良好的塑件。在模具設計時應選擇合適的注塑機。一般應考慮下列幾個問題：1．額定注塑量國產(chǎn)標準的注塑機均用塑料的容量（cm3）表示一次注射量。因聚氯乙烯塑料比重是 1.05 近似與 1.因此以聚氯乙烯為基準來確定注塑機的額定注射量。由于習慣對注塑機的注射量也可采用克量來表示。（1） 以容量計算：(2-2) 件注 V?8.0式中 V — 注射機的最大注射容量（ cm3）注V —成型塑件及澆注系統(tǒng)所需塑料的容量（cm3）件0.8—為系數(shù)，一般要求成型塑件的容量不超過注射機容量的 80％（2） 以克量計算：(2-3)GC?8.0式中 C—注塑機最大注塑克量（g）G—成形塑件及澆注系統(tǒng)所需塑料的容量（cm3）0.8—為系數(shù)，一般要求成型塑件的容量不超過注射機容量的 80％選用公式(2-2)計算1072.8.5V???注（cm3）注2.額定鎖模力選用注塑機的鎖模力必須大于型腔壓力產(chǎn)生的開模力，不然模具的分型面要分開而產(chǎn)生溢料。注射時產(chǎn)生的型腔壓力，對柱塞式注塑機因注射壓力損失較大，所以型腔壓力約為注射壓力的 40～70％；而有預塑裝置的注塑機及螺桿式注塑機壓力損失較小，所以型腔壓力較大。另外對不同流動性的塑料、噴嘴和模具的結(jié)構(gòu)形式，其壓力損失也不一樣。一般熔料經(jīng)噴嘴時其注射壓力達 60～80 MP，經(jīng)澆注系統(tǒng)入型腔時型腔壓力一般為25～50 MP 。鎖模力和成形面積的關(guān)系由下式確定: 請充值后下載含圖紙源文件壓縮包，需要其他課題加 Q--1459919609- -14(2-4)10/APF??腔鎖式中 —鎖模力（T ）鎖F—型腔壓力，一般為 40～50 MP腔PA—澆道、進料口和塑件的投影面積代入數(shù)據(jù)得 /鎖F2.3480???（ ）6?10即 33.8（T）鎖3.額定注塑壓力只考慮注塑機的最大注射量，最大成型面積和鎖模力來確定注塑機還不夠的，有些塑件由于形狀及塑料品種因素，需要很高的注射壓力才能順利成型，為此選用注塑機注塑壓力必須大于成型所需注射壓力。即：(2-5)注P成?式中 —選用的注射機的最大注射壓力（MP）注P—成型時需要的注射壓力（MP）成成型需要的注射壓力一般很難確定，因它與塑料品種、塑件形狀尺寸、注射成型條件、注塑機的種類、噴嘴及模具澆注系統(tǒng)都有關(guān)。一般注塑壓力常在 70～150MPa 范圍內(nèi)選取。4．注塑機的形式和模具的關(guān)系模具設計時，需要考慮機床動模板的行程和可調(diào)節(jié)的模具閉合高度，這直接影響到裝模及脫模。（1） 注塑機的閉合高度與模具的關(guān)系模具厚度與注射機的閉合高度必須滿足以下兩個公式的關(guān)系(2-6) 小H大?= (2-7)大 小 S?式中 —模具厚度（mm）H—機床最小閉合高度（mm）小—機床最大閉合高度（mm）大—螺桿可調(diào)長度S（2） 臥式或立式注塑機的開模行程與模具關(guān)系必須滿足公式： 請充值后下載含圖紙源文件壓縮包，需要其他課題加 Q--1459919609- -15+10～20 (2-8)1HS?2?式中 —開摸行程（mm）S—脫模距離（mm）1H—塑件高度(mm)2～ —為保證取出塑件而增設的余量（mm）50(3) 點狀進料口模具與開模行程的關(guān)系必須滿足公式：+10～20 (2-9)1HS?2?a式中 —開摸行程（mm）S—脫模距離（mm）1—塑件高度(mm)2～ —為保證取出塑件而增設的余量（mm）50—頂模板與澆口套分離距離（取出澆口的長度） 。對階梯形塑a件，不需要全部頂出型芯，但必須考慮脫模后型芯是否防礙取出塑件（mm） 。以公式(2-9)計算160+180+10～20=3606094??S綜合注射量、鎖模力、注射壓力、注塑機的閉合高度和開模行程，選用 G54-S200 型注射機，模具采用螺釘直接固定。表 2-1 G54-S200 注射機技術(shù)參數(shù)公稱注射量螺桿直徑注射壓力注射行程 注射時間螺桿轉(zhuǎn)速（ r/min）注射公式200~400 cm330mm 109MPa 160mm 1.6s 16、28、48 螺桿式合模力 最大成型面積模板最大行程模具最大厚度模具最小厚度模板尺寸mm2拉桿空間（m）2540kN 645 cm2 400mm 660mm 165mm 532×634 400×450合模方式 模板定位孔尺寸噴嘴球半徑（mm）噴嘴口孔徑（mm）螺桿驅(qū)動率頂出方式 孔徑 孔距液壓 -機械 Φ100H7 SR10 Φ4 4kW 兩側(cè)頂出 Φ22 230mm 請充值后下載含圖紙源文件壓縮包，需要其他課題加 Q--1459919609- -16第 3 章 澆注系統(tǒng)的設計澆注系統(tǒng)的選擇是注塑模具設計中的一個重要環(huán)節(jié)。設計前首先要對塑料制品所采用的塑料品種，制品的幾何形狀、尺寸使用的機床設備、注射時可能產(chǎn)生的缺陷及填充條件作全面的分析。同時模具的分型面選擇與澆注系統(tǒng)也密切相關(guān)。3.1 設計澆注系統(tǒng)基本要點1．設計澆注系統(tǒng)時，流道應盡量減少彎折，表面粗糙度為 ～6.1aR。8.0aRm?2．設計澆注系統(tǒng)時，應考慮到模具是一模一腔還是一模多腔，澆注系統(tǒng)應按型布局設計，盡量與模具中心線對稱。3．塑料制品投影面積較大時，在設計澆注系統(tǒng)時，應避免在模具的單面開設澆口，否則會造成注射時壓力不均勻。 4．設計澆注系統(tǒng)時，應考慮去除澆口方便，修正澆口時在塑料在制品上不留痕跡，以保證塑料制品外觀。5．一模多件時，應防止將大小相差懸殊的塑料制品放在同一付模具內(nèi)。6．在設計主流道時，避免熔融的塑料直接沖擊小直徑型芯及嵌件，以免產(chǎn)生彎曲或折斷。7．在滿足塑料成型和排氣良好的前提下，要選取最短的流程，這樣可縮短填充時間。8．能順利地引導熔融的塑料填充各個部位，并在填充過程中不致產(chǎn)生塑料渦流、紊亂現(xiàn)象，使型腔內(nèi)的氣體順利排除模外。9．在成批塑料制品生產(chǎn)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．因主澆道處有收縮現(xiàn)象，若塑料制品在這個部位要求精度較高時，主流道應留有加工余量或修正余量。3.2 主流道設計3.2.1 主流道的作用 主流道是連接注塑機料筒噴嘴和注塑模具的橋梁，也是熔融的塑料進 請充值后下載含圖紙源文件壓縮包，需要其他課題加 Q--1459919609- -17入模具型腔時最先經(jīng)過的地方。主流道的大小和塑料進入型腔的速度及充模時間長短有著密切的關(guān)系。若主澆道太大，其主流道塑料體積增大，回收冷料多，冷卻時間增長，使包藏的空氣增多，如果排氣不良，易在塑料制品內(nèi)造成汽泡或組織松散等缺陷，影響塑料制品質(zhì)量，同時也造成進料時形成旋渦及冷卻不足，主流道外脫模困難；若主流道太小，則塑料在流動過程中的冷卻面積相應增加，熱量損失增大，粘度提高，流動性降低，注射壓力增大，易造成塑料制品成型困難。3.2.2 主流道（澆口套）設計基本要點1.澆口套的內(nèi)孔呈圓錐形，錐度為 2o～6o 。若錐度過大會造成壓力減弱，流速減慢，塑料形成渦流，熔體前進時易混進空氣，產(chǎn)生氣孔；錐度過小，會使阻力增大，熱量損耗大，表面粘度上升，造成注射困難。2.澆口套進口的直徑應比注塑機噴嘴直徑大 1～2mm。若 等于或小于注塑機噴嘴直徑，在注射成型時會造成死角，并積存塑料，注塑壓力下降，塑料冷凝后脫模困難。3.澆口套內(nèi)孔出料口處（大端）應設計成圓角 ，一般為 0.5～3mm。r4.澆口套與注塑機噴嘴接觸處球面的圓弧度必須吻合。其關(guān)系如下：～ (3-1)5.0??rR1式中 R—澆口套球面半徑r—注塑機球面半徑5.澆口套長度應盡量短，可以減少冷料回收量，減少壓力損失和熱量損失。6.澆口套錐度內(nèi)壁表面粗糙度為 ～ mm，保證料流順利，6.1Ra8.0易脫模。7.澆口套不能制成拼塊結(jié)構(gòu)，以免塑料進入接縫處，造成冷料脫模困難。8.澆口套的長度應與定模板厚度一致，它的端部不應凸出在分型面上，否則會造成合模困難，不嚴密，產(chǎn)生溢料，甚至壓壞模具。3.3 分流道設計3.3.1 分流道的作用 分流道是主流道的連接部分，其基本作用是在壓力損失最小的條件下，將來自主流道的熔融塑料，以較快的速度送到澆口處充模。同時，在保證 請充值后下載含圖紙源文件壓縮包，需要其他課題加 Q--1459919609- -18充滿型腔的前提下，要求分流道中殘留的熔融塑料最少，以減少冷料的回收。因此分流道的面積不能太大也不能太小。分流道截面太小弊病較多，會降低單位時間可輸送的熔融塑料量，使充模時間增長，塑料制品出現(xiàn)缺料、燒焦、產(chǎn)生波紋及凹陷等；分流道截面過大，易在模具型腔內(nèi)積存氣體，造成塑料制品上的缺陷，增強冷料回收量，延長了塑料制品的冷卻時間，因而延長了成型周期，降低了生產(chǎn)效率。對于粘度大和透明度要求高的塑料應采用較大的分流道。在設計分流道時，為減少分流道中的壓力損失，必須保證分流道的表面積與體積之比應最小，也就是說在分流道長度一定的情況下，要求分流道的表面積或側(cè)面積與其截面積的比值為最小。3.3.2 分流道的類型在本設計中采用的是梯形分流道，這種類型的澆道熱量損失較小，流動阻力小，且易于加工。