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chic
本科畢業(yè)論文（設(shè)計）
題 目 臺燈罩注塑模具設(shè)計
學 院 工學院
專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化
班 級
學 號
學生姓名
指導教師
完成日期
西安思源學院教務(wù)處制
二〇一 六 年 五 月
摘要
注射成型是塑料成型的一種重要方法，它主要適用于熱塑性的成型可以一次成型形狀復雜的精密塑件，本次設(shè)計就是將臺燈罩作為設(shè)計模型，將注塑模具的相關(guān)知識作為依據(jù)，闡述塑料注塑模具的整體設(shè)計過程。本文設(shè)計的內(nèi)容就是臺燈罩注塑模具，材料為ABS，根據(jù)其結(jié)構(gòu)形狀特點以及通過對臺燈罩成型工藝的正確分析，確定型腔的總體布局，選擇分型面，確定脫模方式，設(shè)計澆注系統(tǒng)等；同時本文對注塑模具進行簡要介紹，對注塑模具中的主要零件進行設(shè)計計算，在設(shè)計過程中著重考慮其生產(chǎn)實際中的經(jīng)濟性和合理性。
本文運用大學所學的知識，提出了臺燈罩注塑模具的結(jié)構(gòu)組成以及主要零部件的設(shè)計中所必須的理論計算和相關(guān)強度校驗，構(gòu)建了臺燈罩注塑模具設(shè)計總的指導思想，從而得出了該塑料模具的優(yōu)點是高效，經(jīng)濟，并且出模精度高的結(jié)論。
關(guān)鍵詞：注塑模 注射成型 分型面 結(jié)論
ABSTRCT
Injection molding is an important method of plastic forming, it is mainly used for molding thermoplastic molding can be a complex shape of precision plastic parts, the design of the cup as a design model, the injection mold related knowledge as the basis, elaborated the whole design process of plastic injection mould. In this paper, the design of the injection mould is the cup holder, the material is ABS, according to its structure and shape characteristics, through the correct analysis of the cup holder molding process, to determine the overall layout of the cavity, the choice of parting surface, gating system design to determine the stripping method, etc.; at the same time this paper carries on the brief introduction to the main parts of the injection mold, injection molding in the mold design and calculation, in the design process focuses on the actual production in the economy and rationality.
In this paper, by using the knowledge of University, put forward the theory of computation must be designed structure of plastic cup injection mold and the main parts of the building and related strength check, the plastic cup injection mold design of the guiding ideology, and comes to the conclusion that the advantages of the plastic mold is efficient, economical, and the accuracy of the mold conclusion high.
Keywords：Plastic mold；injection molding；the parting surface
目 錄
第一章 前言 1
1.1模具簡介 1
1.2模具在加工工業(yè)中的地位 2
1.3 模具的發(fā)展趨勢 3
第二章 該塑件材料分析和工藝性分析 4
2.1 材料分析 5
2.2 工藝分析 6
2.1 尺寸及精度 7
2.2.2 表面粗糙度 8
2.2.3 形狀 9
2.2.4 斜度 10
第三章 擬定成型工藝 11
3.1 制件成型方法 12
3.2 制件的成型參數(shù) 12
3.3 確定型腔數(shù)目 13
3.3.1計算制品的體積和重量 13
3.3.2型腔數(shù)目的確定主要參考以下幾點來確定 14
3.3.3模具型腔數(shù)目的確定 14
第四章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 15
4.1 制件在模具中的位置 15
4.1.1型腔的布置 15
4.1.2分型面的選擇 15
4.2 確定澆口形式及位置 16
4.3 主流道的設(shè)計 16
4.4 流道的設(shè)計 17
4.5 冷料穴的設(shè)計 17
第五章 成型零部件的設(shè)計 18
5.1 成型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 18
5.2 成型零部件工作尺寸計算 18
5.3 成型零部件的強度與剛度計算 19
第六章 結(jié)構(gòu)零部件的設(shè)計 19
6.1 選用標準注射模架 20
6.2 定模板與動模板的設(shè)計 20
第七章 推出機構(gòu)的設(shè)計 21
第八章 抽芯機構(gòu)設(shè)計 22
第九章 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計 23
第十章 排氣系統(tǒng)設(shè)計 23
第十一章 注塑機參數(shù)校核 24
11.1 最大注射量、鎖模力、注射壓力、模具厚度的校核 25
11.2 開模行程的校核 25
11.3 模具與注射機安裝相關(guān)部分尺寸校核 26
結(jié)論 28
致謝 29
參考文獻 30
第一章 前 言
1.1 模具介紹
當今社會，模具工業(yè)無所不在，各種各樣的的產(chǎn)品都需要模具來生產(chǎn)，因為使用模具生產(chǎn)，可以大大地提高生產(chǎn)效率和制造成本，同時，產(chǎn)品的加工精度等等都能夠得到保證。在各個行業(yè)應(yīng)用模具的場合非常廣泛，例如飛機，輪船，以及一個機械零部件等各個領(lǐng)域都有用到。人類社會工業(yè)的發(fā)展離不開模具這樣一個重要的生產(chǎn)工具。隨著社會的進步，工業(yè)的發(fā)展，模具工業(yè)同樣會日新月異，隨著時間的推移，相信會迎來一個新的革新時期。
1.2 模具在加工工業(yè)中的地位
在當今社會，工業(yè)越來越發(fā)達，模具產(chǎn)業(yè)也在不斷地飛速發(fā)展著，隨著科技的發(fā)展，模具工業(yè)的進步，模具在當今工業(yè)化大生產(chǎn)中起到了越來越重要的作用。因為有了模具，使工業(yè)產(chǎn)品的加工精度和效率得到了保障，大大減少了人工繁雜的勞動強度，提高了工業(yè)的發(fā)展進程。
1.3 模具的發(fā)展趨勢
隨著工業(yè)的發(fā)展，模具工業(yè)也在飛速發(fā)展著，針對當今社會的工業(yè)發(fā)展狀況，模具的發(fā)展主要體現(xiàn)在一下幾個方面：
(1)模具的加工與制造的自動化程度將會繼續(xù)提高。
(2)結(jié)構(gòu)零部件的材料的制造費用將會慢慢下降，同時加工結(jié)構(gòu)零部件的設(shè)備的精度將會提高很多。
(3)模具的樣式將會越來越多，從單工序模具到復合模具，一次性成型復雜工件的模具將會越來越多地被應(yīng)用和生產(chǎn)。
(4)熱流道模具在模具工業(yè)中的位置和作用將會越來越突出，應(yīng)用的領(lǐng)域也將會越來越廣泛。
(5)工業(yè)的發(fā)展將會引領(lǐng)高壓鑄模具也不斷地發(fā)展，模具生產(chǎn)工藝和加工工藝也會逐漸走向自動化。
(6)模具的結(jié)構(gòu)領(lǐng)部件將會更多地利用標準零件來代替非標零部件，這樣就增加了模具之間的互換性。同時，也可以更好地保證模具加工出來的產(chǎn)品的精度，維修和使用也更加方便快捷。
0
第一章 緒論
(7)隨著社會的發(fā)展和工業(yè)的進步，車輛的不斷增多，所以壓鑄模具，沖壓模具也將會越來越普遍地應(yīng)用到各個生產(chǎn)加工領(lǐng)域。從單工序模到復合模的過渡是模具發(fā)展的必然趨勢。
24
第二章 改塑件材料分析和工藝性分析
第二章 該塑件材料分析和工藝性分析
2.1材料分析
臺燈罩的零件圖如下圖所示，該塑件的材料為ABS，我們知道，ABS材料的表面光澤度較好，且沒有毒，顏色呈淡黃色，沒有氣味，非常適合成為人們?nèi)粘Ｐ枰?jīng)常接觸到的產(chǎn)品的材料。從相關(guān)資料可知，ABS材料輕盈，密度小，所以操作起來很方便，不費力，隨著模具工業(yè)的發(fā)展，ABS材料在模具產(chǎn)品的制造中占有不可替代的地位。相信不久的將來，塑料工業(yè)的發(fā)展也會帶來ABS材料的進一步發(fā)展，包括它的力學性能，表面光澤度等等各個方面。
圖2-1 產(chǎn)品圖
2.2工藝分析
本次設(shè)計的工件是臺燈罩，根據(jù)圖2-1，我們可以知道，該塑件比較復雜，所以我們要盡可能保證設(shè)計出的模具能夠注塑出無裂痕，劃傷，缺陷等等因素的合適的產(chǎn)品出來。
2.2.1尺寸及精度
從零件圖可知，臺燈罩不大，材料為ABS，密度較小，所以采用一般精度等級來制造該產(chǎn)品，具體的技術(shù)指標和工藝參數(shù)件一下表格：
表2.1 ＡＢＳ主要技術(shù)指標和工藝參數(shù)
密度ｇ／㎝3
1.02～1.16
注射機類型
螺桿式
比容㎝3／ｇ
0.86～0.98
預(yù)熱
干燥
度℃
80～95
吸水率％
0.2～0.4
時間ｈ
4～5
糾縮率％
0.4～0.7
料簡
溫度
℃
后段
150～170
熔點℃
130～160
中段
165～180
熱變形
溫度℃
0.45MPa
90～108
前段
180～200
1.8MPa
83～103
噴嘴溫度℃
170～180
抗拉屈服強度MPa
50
模具溫度℃
50～80
拉伸彈性模量MPa
1.8×103
注射壓力MPａ
60～100
彎曲強度MPａ
80
成
型
時
間S
高壓時間
0～5
硬度HB
9.7
保壓時間
15～30
后
處
理
方法
紅外線燈、烘箱
冷卻時間
15～30
溫度℃
70
成型周期
40～70
時間ｈ
2～4
螺桿轉(zhuǎn)速ｒ/min
0.4～0.7
2.2.2表面粗糙度
塑件的外觀要求越高，表面粗糙度應(yīng)越低。一般模具表面粗糙度,要比塑件的要求低1～2級。塑件的表面粗糙度一般為Ra 0.8～0.2μm。
2.2.3形狀
產(chǎn)品外形尺寸為304㎜×34㎜×126㎜。塑件的內(nèi)外表面形狀應(yīng)盡可能保證有利于成型。
2.2.4斜度
為了便于從塑件中抽出型心或從型腔中脫出塑件，防止脫模時拉傷塑件，在設(shè)計時必須使塑件內(nèi)外表面沿脫模方向留有足夠的斜度。ABS在升溫時粘度增高，所以成型壓力較高，故塑件上的脫模斜度宜稍大，要有足夠的脫模斜度防止頂角。
第三章 擬定成型工藝
3.1制件成型方法
根據(jù)工件的特征以及所使用的材料，我們選擇注射成型來加工這個產(chǎn)品。
3.2制件的成型參數(shù)
根據(jù)制品結(jié)構(gòu)特點及選定的原料ABS，可擬定如下工藝參數(shù)
塑料名稱： ABS密度（g/cm3）：1.02～1.05
計算收縮率（%）：0.5
模具溫度（℃）： 50～60
注射壓力（MPa）：60～100
適應(yīng)注射機類型：柱塞式
料筒溫度
噴嘴溫度
/℃
模具溫度
/℃
注射壓力
/MPa
注射機類型
后/℃
中/℃
前/℃
180～190
50～70
70～90
螺桿式
150～170
180～190
200～210
成 型 時 間
螺桿轉(zhuǎn)數(shù)（r/min）
注射時間
/s
保壓時間
/s
冷卻時間
/s
成型周期
/s
3～5
5～15
5～15
15～40
30～60
后 處 理
備 注
方 法
溫度/℃
時間/ h
紅外線烤箱
70
0.3～1
原材料應(yīng)干燥0.5h以
3.3確定型腔數(shù)目
3.3.1計算制品的體積和重量
通過三維制圖UG軟件測量得:
單件塑件投影面積 S=5541.26㎜2 ；單件塑件體V=19381.67㎜3
查有關(guān)資料可知ABS的密度為1.02～1.05g/cm3 則單件塑件重量m=20.06g
3.3.2 模具型腔數(shù)目的確定
1）由于該工件較小，然后考慮到注射機的成型鎖模力，我們采用一模兩腔的設(shè)計思路來設(shè)計該模具。
2）同時考慮到注射機的額定注射量以及產(chǎn)品的制作精度，模具的型腔數(shù)不能太多，所以在這里綜合以上因素，決定采用一模兩腔來制作該產(chǎn)品，故模具的型腔數(shù)目為兩個。
3.3.3模具型腔數(shù)目的確定
一模兩腔的模具所需要的鎖模力和注射量都在注射機額定的范圍內(nèi)，且制作出來的產(chǎn)品精度比較容易控制，外形不易變形，所以采用一模兩腔來制作加工臺燈罩這個產(chǎn)品。
第四章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計
4.1制件在模具中的位置
4.4.1型腔的布置
主要考慮制件在分型后能保留在動模上以便脫模，并結(jié)合制件的結(jié)構(gòu)特征應(yīng)將型腔設(shè)置在定模側(cè)，型芯設(shè)置在動模側(cè)。
4.4.2分型面的選擇
由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)的設(shè)計、塑件結(jié)構(gòu)工藝性及尺寸精度、嵌件的位置、塑件的推出、排氣等多種因素的影響，因此在選擇分型面時應(yīng)綜合分析，應(yīng)遵循以下幾項的設(shè)計原則：
1）分型面應(yīng)選擇在塑件外形最大輪廓處
2）分型面的選擇應(yīng)有利于塑件的順利脫模
3）分型面的選擇應(yīng)保證塑件的精度要求
4）分型面的選擇應(yīng)滿足塑件的外觀質(zhì)量要求
5）分型面的選擇要便于模具的加工制造
6）分型面的選擇應(yīng)有利于排氣
從以上幾條分型原則可知，我們應(yīng)該選擇最大的投影面積來作為分型面，同時還要考慮到模具所制造出來產(chǎn)品的加工精度以及外形尺寸，本次設(shè)計的是臺燈罩，通過該工件的零件圖可知，我們選擇臺燈罩最大的投影面作為分型面，其中分型線如圖4—1藍色面所示。
4.2 確定澆口形式及位置
對澆注系統(tǒng)進行設(shè)計時，一般應(yīng)遵循如下基本原則：
（1）了解塑料的成型性能
（2）盡量避免或減少熔接痕
（3）有利于型腔中氣體排出
（4）防止型芯的變形和嵌件的位移
（5）盡量采用較短的流程充滿型腔
（6）流動距離比和流動面積比的校核
為了提高成型效率和綜合考慮以上的基本設(shè)計原則并結(jié)合制件質(zhì)量要求，本模具應(yīng)采用潛伏澆口，由產(chǎn)品底部進料。澆口位置如圖4—2所示
澆口直徑可以根據(jù)經(jīng)驗公式計算
d=（0.14～0.20）
式中 d—澆口直徑（mm）
—塑件在澆口處的壁厚（mm）
A—型腔的表面積㎜2
d=（0.14～0.20）×20303.8≈1.0mm
(澆口直徑也可根據(jù)經(jīng)驗值取 d=1.0mm)
澆口錐角取
澆口傾斜角取
圖4—2 流道設(shè)計
4.3 主流道的設(shè)計
主流道是連接注射機噴嘴與流道的一段通道，通常和注射機噴嘴在同一軸線上，斷面為圓形，帶有一定錐度
1）主流道設(shè)計成圓錐型，其錐角為1°～6°，內(nèi)壁粗糙度Ra取0.4um
2）主流道大端成圓角，半徑r=1～3mm，以減小料轉(zhuǎn)向過度時的阻力
3）在模具結(jié)構(gòu)允許的情況下，主流道盡可能短，一般小于100mm，過長則會影響流體的順利充型
4）對于小型模具可將主流道襯套與定位圈設(shè)計成整體式，但在大多數(shù)情況下將主流道襯套與定位圈設(shè)計成兩個零件，主流道襯套與定模板采用H7/m6過度配合與定位圈的配合采用H9/f9間隙配合
根據(jù)系統(tǒng)工況，我們決定使模具與澆口套的配合公差為H9/f9的配合。定位圈在模具安裝調(diào)試時應(yīng)插入注射機定模板的定位孔內(nèi)，用于模具與注射機的安裝定位。定位圈外徑比注射機定模板上的定位孔徑小0.2mm以下。澆口套與模板的配合為H7/m6
4.4 流道設(shè)計
流道設(shè)計時應(yīng)注意盡量減少流動過程中的熱量損失與壓力損失。
4.4.1流道的形狀與尺寸
該注塑模的流道的形狀與尺寸和所需要注塑產(chǎn)品的大小有直接關(guān)系，如果需要加工出來的產(chǎn)品很大的話，流道的截面就要大，相反地，如果需要注塑出來的產(chǎn)品很小的話，流道的截面就要窄，可以說，流道的大小與產(chǎn)品的大小，以及注射機的注射量，鎖模力等等各個方面都有著密切的關(guān)系。這需要根據(jù)產(chǎn)品的具體形狀尺寸來確定。
4.4.2流道的長度
具體尺寸根據(jù)型腔的太小而定
4.4.3流道的表面粗糙度
流道是注塑模具中影響到產(chǎn)品外觀以及結(jié)構(gòu)的重要因素，可以說流道系統(tǒng)的設(shè)計的好與壞直接關(guān)系到該模具加工出來的產(chǎn)品的好與壞，所以設(shè)計出合理的流道是一個優(yōu)秀模具必須具備的。設(shè)計流道的過程中，需要考慮到流道的散熱性能，以及塑料的流動性能等等多方面的因素。
4.4.4流道在分型面的布置形式
流道在分型面的布置形式如上圖4-2
根據(jù)以上設(shè)計參數(shù)校核流動比
式中 —流動比距離
Li—模具中各段料流通道及各段型腔的長度（mm）
ti—模具中各段料流通道及各段型腔的截面厚度（mm）
=60/3.5+37/5+4.5/5+2/2+140/2=98mm
因為影響流動比的因素主要是塑料的流動性，ABS塑料的流動性為中等，經(jīng)查有關(guān)資料可知ABS允許的流動比[]=210～110，所以 〈[]
4.5 冷料穴設(shè)計
通常情況下，冷料穴位于該注塑模的動模板上面，這樣更近地接近工件，當塑料被注射進型腔后，冷料穴就開始發(fā)揮作用了，可以使注塑出的塑件很快冷卻，從而起到了冷卻塑件，保證其力學性能的作用。流道冷料穴當流道較長時，可將流道的盡頭沿料流前進方向延長作為流道冷料穴，以貯存前鋒冷料，其長度為流道直徑的1.5～2倍。
本模具采用Z形拉料桿，具體設(shè)計的圖4-3所示。
圖4-3 拉料桿
第五章 成型零部件的設(shè)計
5.1成型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計
成型零部件是注塑模具設(shè)計中起到?jīng)Q定因素的一部分，產(chǎn)品的外觀，綜合力學性能，精度，表面光潔度等等方面都是依靠成型零部件的精度來控制的，例如型腔、型芯、凹模板，墊板等等都屬于成型零部件，在注塑模的設(shè)計中，成型零部件的作用非常重要，把握好成型零部件之間的配合，精度等等因素是決定一副模具好與壞的根本所在，其中，成型零部件的設(shè)計主要包括以下幾個方面：
5.1.1 型腔結(jié)構(gòu)設(shè)計
根據(jù)課題我們知道，型腔的結(jié)構(gòu)形式就決定了臺燈罩外部的結(jié)構(gòu)形式，通過分析臺燈罩這個產(chǎn)品，我們可以選擇整體鑲?cè)胧叫颓?，因為整體鑲?cè)胧叫颓豢梢杂行У毓?jié)約成型零部件的制作成本，并且其力學性能滿足工況要求，更換方便快捷。
5.1.2 型芯及鑲件結(jié)構(gòu)設(shè)計
我們知道，型芯和鑲件主要是用來成型臺燈罩內(nèi)部結(jié)構(gòu)的成型零部件，通過分析臺燈罩這個產(chǎn)品，我們知道，其內(nèi)部凸臺較多，所以我們可以選擇把凸臺做成較大的鑲件來減少模具鋼的使用率，從而進一步來節(jié)省原材料，降低成本。
5.2 成型零部件工作尺寸計算
5.2.1 成型零部件性能
成型由于成型零件直接與高溫高壓的塑料熔體接觸，它必須有以一些性能：
1、必須具有足夠的強度、剛度，以承受塑料熔體的高壓；
2、有足夠的硬度和耐磨性，以承受料流的摩擦和磨損；
3、通常進行熱處理，使其硬度達到HRC45。以上；
4、切削加工性能好，熱處理變形小，可淬性良好；
5、熔焊性能要好,以便修理；
5.2.2 型腔、型芯工作部位尺寸計算
經(jīng)查有關(guān)資料可知ABS塑料的收縮率是0.3%～0.8%
平均收縮率為: S=（0.3%+0.8%）/2=0.55%
型腔工作部位的尺寸：
型腔徑向尺寸
型腔深度尺寸
型芯徑向尺寸
型芯高度尺寸
中心距尺寸
式中 L—塑件外型徑向基本尺寸的最大尺寸（mm）
l—塑件內(nèi)型徑向基本尺寸的最小尺寸（mm）
H—塑件外型高度基本尺寸的最大尺寸（mm）
h—塑件內(nèi)型徑向基本尺寸的最小尺寸（mm）
C—塑件中心距基本尺寸的平均尺寸（mm）
x—修正系數(shù)，取0.5～0.75
△—塑件公差（mm）
—模具制造公差，?。?/3～1/4）△。
各工作部位尺寸計算結(jié)果詳見相應(yīng)零件圖紙所標明
5.3 成型零部件的強度與剛度計算
為了方便加工和熱處理，其型芯整體鑲嵌式，型腔為整體鑲嵌式。因此，型腔的強度和剛度按型腔整體式計算。由于型腔壁厚計算比較麻煩，也可參考經(jīng)驗推薦數(shù)據(jù)。
5.3.1 強度、剛度計算
設(shè)計好一套模具，必須考慮到它的強度和剛度方面，因為模具是在高溫下面作業(yè)的，并且高壓，所以校核各個結(jié)構(gòu)零部件的強度和剛度是必須的。只有這樣，才能更好地使模具應(yīng)用的時間長，使用方便，維修少。
（1） 塑件成型過程中不產(chǎn)生溢料
粘度特性
塑料品種
允許變形值 [δ]
中粘度塑料
ABS
≤0.05
（2） 保證塑件的尺寸精度
塑件尺寸
經(jīng)驗公式[δ]
<10
Δi/3
>10～50
Δi/[3(1+Δi)]
>50～200
Δi/[5(1+Δi)]
（3） 保證塑件順利脫模
[δ]〈tS=1.4×0.8%=0.0112
式中 [δ]—保證塑件順利脫模的型腔允許彈性變形量；
t —塑件壁厚，mm;
S—塑件的收縮率。
5.3.2 型腔的側(cè)壁和底板厚度的計算
（1） 組合式矩形型腔側(cè)壁厚度的計算
對于小尺寸的模具型腔，在發(fā)生大的彈性變形前，其內(nèi)應(yīng)力往往超過了模具材料的許多應(yīng)力，因此，強度不夠是主要矛盾，設(shè)計型腔側(cè)壁厚應(yīng)以強度為準。
δmax= pHl4/32Ehs3
s=12.7mm
設(shè)允許最大變形量為δmax≤[δ]，其壁厚按剛度條件的計算式為：
s=
s=25mm
（2）組合式矩形型腔底板厚度的計算
按強度條件，型腔底板厚度計算式為：
h=
式中：h————矩形底板的厚度 （mm）
B————底板總寬度 （mm）
L————雙支腳間距 （mm）
P————型腔內(nèi)塑料熔體壓力 （MPa）
[σ]————模具材料的許用應(yīng)力 （MPa）
h≥25 mm
第六章 結(jié)構(gòu)零部件的設(shè)計
6.1 選用標準注射模架
6.1.1初選注射機
1）注射量：該塑料制件單件重量m=20.06g
澆注系統(tǒng)重量的計算可以根據(jù)澆注系統(tǒng)尺寸先計算澆注系統(tǒng)的體積
V= 1.888
粗略計算澆注系統(tǒng)重量為 1.888×1.0351.95g
總體積 V塑件=（19.38+1.95）=21.33
總重量 M=21.33×1.035≈22.08g
聚苯乙烯的密度為1.054g/cm3 ，ABS的密度為1.02～1.05g/
滿足注射量 V機≥V塑件/0.80
式中 V機—額定注射量（）
V塑件—塑件與澆注系統(tǒng)凝料體積和（）
≈ 26.66
或滿足注射量M機≥M塑件
式中 M機—額定注射量（g）
M塑件—塑件與澆注系統(tǒng)凝料的重量和（g）
—聚苯乙烯的密度（g/cm3）
—塑件采用塑料的密度（g/cm3）
g
2）注射壓力：
P注≥P成型
經(jīng)查有關(guān)資料可知ABS塑料成型時的注射壓力P成型=70～90MPa
3）鎖模力：
P鎖模力≥1.3pF
式中p—塑料成型時型腔的壓力，ABS塑料的型腔壓力p=30MPa
F—澆注系統(tǒng)和塑件在分型面上的投影面積和（）
各型腔及澆注系統(tǒng)及各型腔在分型面上的投影面積
F=5541.26
PF=1.3×30×5541.26=216109.14K
根據(jù)以上的分析、計算，查相關(guān)資料初選注射機型號為：XS-Z-30,其有關(guān)技術(shù)參數(shù)如下：
理論注射容量（cm3） 30
螺桿直徑（mm） 48
注射壓力（MPa） 319
注射行程（㎜） 330
注射方式 注塞式
鎖模力（KN） 650
拉桿內(nèi)向距（mm） 550
移模行程（mm） 200
最大模具厚度（mm） 600
最小模具厚度（mm） 250
噴嘴圓弧半徑（mm） 12
噴嘴孔直徑（mm） 3.5
最大開合模行程（mm） 160
動、定模板尺寸（㎜） 320×301
拉桿空間（㎜） 435
根據(jù)以上分析、計算以及型腔尺寸及位置可確定模架的結(jié)構(gòu)形式和規(guī)格。通過調(diào)用Auto CAD的燕秀工具箱模架選用。
定模板厚度：A=25 ㎜
動模板厚度：B=40 ㎜
墊塊厚度： C=61 ㎜
模具厚度： H模=282㎜
模具外形尺寸：320㎜×301 ㎜×282㎜
6.2 定模板與動模板的設(shè)計
本模具的模架是Auto CAD的燕秀工具箱調(diào)出拉，已經(jīng)設(shè)計好動定各模板的相關(guān)參數(shù)。具體看圖6-1 模架參數(shù)
第七章 推出機構(gòu)的設(shè)計
注射成型每一循環(huán)中，塑件必須準確無誤地從模具的凹模或型芯上脫出，完成脫出塑件的裝置稱為脫模機構(gòu)，也稱頂出機構(gòu)。
本設(shè)計使用簡單的推桿脫模機構(gòu)和利用斜頂設(shè)計推出機構(gòu)的類型為一次推出機構(gòu)。因為該塑件的分型面簡單，結(jié)構(gòu)也不復雜，采用此類的脫模機構(gòu)可以簡化模具結(jié)構(gòu)，給制造和維護帶來方便，推出位置如圖7-1所示。
圖7-1 頂出機構(gòu)
第八章 抽芯機構(gòu)設(shè)計
抽芯機構(gòu)在模具的應(yīng)用中非常廣泛，主要用來加工塑件的突起或者凹下去的凸臺或者孔等等特征。
將型芯從成型位置抽至不妨礙塑件脫模的位置，型芯或滑塊所移動的距離稱為抽芯距。一般來說，抽芯距等于脫模行程加1mm～3mm的安全距離。測得脫模行程最大為1.74mm?？扇〕樾揪酁?2.5mm。
通常情況下，工件內(nèi)部的凸起或者凹進去的特征都是由斜頂頂出來的，這樣就可以更方便地加工出合適的產(chǎn)品出來。
如下圖8-1所示，斜頂參數(shù)設(shè)計參考圖8-2的設(shè)計標準。斜頂具體尺寸詳見零件圖。
圖8-1 斜頂計算參數(shù)
圖8-2 斜頂設(shè)計參數(shù)
第九章 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計
通常情況下，注塑機注射到型腔里的溫度通常在200度左右，而注射完成的工件的溫度在60度左右，所以設(shè)計冷卻水道是必須要的，特別在工件比較大的情況下。在設(shè)計冷卻水道的過程中，我們必須注意一下幾個方面：
①.冷卻水道盡量多、截面尺寸應(yīng)盡量大；
②.冷卻水道至型腔表面距離應(yīng)盡量相等；
③.澆口處加強冷卻；
④.冷卻水道出入中溫差盡量?。?
⑤.冷卻水道應(yīng)沿著塑料收縮的方向設(shè)置；
第十章 排氣系統(tǒng)設(shè)計
由于本次設(shè)計的臺燈罩比較小，我們可以通過在分型面上面設(shè)置排氣槽排氣，此次我們設(shè)計的分型面排氣槽與型腔的距離為5～6㎜，深度為0.03㎜。利用間隙排氣，其配合間隙一般為0.03～0.005㎜，在這里，我們選擇0.06mm。
第十一章 注塑機參數(shù)校核
11.1 最大注射量、鎖模力、注射壓力、模具厚度的校核
注塑模具的設(shè)計步驟已經(jīng)在上述部分有計算，校核，所以根據(jù)工況，注塑機是符合系統(tǒng)要求的。
11.2 開模行程的校核
注射機最大的開模行程S
S≥h件+h澆+（5～10）=116<160
式中 h件 —塑料制品高度（mm）
h澆—澆注系統(tǒng)高度
故滿足要求。
11.3 模具與注射機安裝相關(guān)部分尺寸校核
根據(jù)工況可知，模具與注射機的相關(guān)部分都能夠滿足要求，并且操作起來也很方便，快捷。
總 結(jié)
在最近的一段時間的畢業(yè)設(shè)計，使我們充分把握的設(shè)計方法和步驟，不僅復習所學的知識，而且還獲得新的經(jīng)驗與啟示，在各種軟件的使用找到的資料或圖紙設(shè)計，會遇到不清楚的作業(yè)，老師和學生都能給予及時的指導，確保設(shè)計進度，本文所設(shè)計的是臺燈罩注塑模設(shè)計，通過初期的定稿，查資料和開始正式做畢設(shè)，讓我系統(tǒng)地了解到了所學知識的重要性，從而讓我更加深刻地體會到做一門學問不易，需要不斷鉆研，不斷進取才可要做的好，總之，本設(shè)計完成了老師和同學的幫助下，在大學研究的最感謝幫助過我的老師和同學，是大家的幫助才使我的論文得以通過。
致 謝
首先對指導老師在這次設(shè)計中給予我的幫助和支持表示衷心的感謝。由于是第一次做模具設(shè)計，所以在開始的時候都不知道從何下手。XXX老師教會了我如何去搜集和查閱一些相關(guān)資料。在設(shè)計過程中遇到一些難以解決的問題，XXX老師都認真負責地給我分析講解，使我找到了解決問題的辦法。在撰寫論文的時候，XXX老師及時的給予我建議，指出不足之處，幫助我更好的分析數(shù)據(jù)和組織論文結(jié)構(gòu)，使論文內(nèi)容更加充實、合理、有序。在王老師的指導下，使我在這次模具設(shè)計中學到不少知識。在此再次對指導老師表示衷心感謝!
在跨越大學的學習過程中，我還得到了各科任課老師和各位領(lǐng)導的大力幫助。在你們的幫助下，我學到了豐富的專業(yè)知識，學會了如何對待學習、生活、如何從事設(shè)計研究工作，使我的學業(yè)順利的完成，給我的大學生活劃上一個圓滿的句號。在次對各位幫助我、教育我的領(lǐng)導和老師表示由衷的感謝!
參考文獻
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chic
本科畢業(yè)論文（設(shè)計）
題 目 臺燈罩注塑模具設(shè)計
學 院 工學院
專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化
班 級
學 號
學生姓名
指導教師
完成日期
西安思源學院教務(wù)處制
二〇一 六 年 五 月
摘要
注射成型是塑料成型的一種重要方法，它主要適用于熱塑性的成型可以一次成型形狀復雜的精密塑件，本次設(shè)計就是將臺燈罩作為設(shè)計模型，將注塑模具的相關(guān)知識作為依據(jù)，闡述塑料注塑模具的整體設(shè)計過程。本文設(shè)計的內(nèi)容就是臺燈罩注塑模具，材料為ABS，根據(jù)其結(jié)構(gòu)形狀特點以及通過對臺燈罩成型工藝的正確分析，確定型腔的總體布局，選擇分型面，確定脫模方式，設(shè)計澆注系統(tǒng)等；同時本文對注塑模具進行簡要介紹，對注塑模具中的主要零件進行設(shè)計計算，在設(shè)計過程中著重考慮其生產(chǎn)實際中的經(jīng)濟性和合理性。
本文運用大學所學的知識，提出了臺燈罩注塑模具的結(jié)構(gòu)組成以及主要零部件的設(shè)計中所必須的理論計算和相關(guān)強度校驗，構(gòu)建了臺燈罩注塑模具設(shè)計總的指導思想，從而得出了該塑料模具的優(yōu)點是高效，經(jīng)濟，并且出模精度高的結(jié)論。
關(guān)鍵詞：注塑模 注射成型 分型面 結(jié)論
ABSTRCT
Injection molding is an important method of plastic forming, it is mainly used for molding thermoplastic molding can be a complex shape of precision plastic parts, the design of the cup as a design model, the injection mold related knowledge as the basis, elaborated the whole design process of plastic injection mould. In this paper, the design of the injection mould is the cup holder, the material is ABS, according to its structure and shape characteristics, through the correct analysis of the cup holder molding process, to determine the overall layout of the cavity, the choice of parting surface, gating system design to determine the stripping method, etc.; at the same time this paper carries on the brief introduction to the main parts of the injection mold, injection molding in the mold design and calculation, in the design process focuses on the actual production in the economy and rationality.
In this paper, by using the knowledge of University, put forward the theory of computation must be designed structure of plastic cup injection mold and the main parts of the building and related strength check, the plastic cup injection mold design of the guiding ideology, and comes to the conclusion that the advantages of the plastic mold is efficient, economical, and the accuracy of the mold conclusion high.
Keywords：Plastic mold；injection molding；the parting surface
目 錄
第一章 前言 1
1.1模具簡介 1
1.2模具在加工工業(yè)中的地位 2
1.3 模具的發(fā)展趨勢 3
第二章 該塑件材料分析和工藝性分析 4
2.1 材料分析 5
2.2 工藝分析 6
2.1 尺寸及精度 7
2.2.2 表面粗糙度 8
2.2.3 形狀 9
2.2.4 斜度 10
第三章 擬定成型工藝 11
3.1 制件成型方法 12
3.2 制件的成型參數(shù) 12
3.3 確定型腔數(shù)目 13
3.3.1計算制品的體積和重量 13
3.3.2型腔數(shù)目的確定主要參考以下幾點來確定 14
3.3.3模具型腔數(shù)目的確定 14
第四章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 15
4.1 制件在模具中的位置 15
4.1.1型腔的布置 15
4.1.2分型面的選擇 15
4.2 確定澆口形式及位置 16
4.3 主流道的設(shè)計 16
4.4 流道的設(shè)計 17
4.5 冷料穴的設(shè)計 17
第五章 成型零部件的設(shè)計 18
5.1 成型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 18
5.2 成型零部件工作尺寸計算 18
5.3 成型零部件的強度與剛度計算 19
第六章 結(jié)構(gòu)零部件的設(shè)計 19
6.1 選用標準注射模架 20
6.2 定模板與動模板的設(shè)計 20
第七章 推出機構(gòu)的設(shè)計 21
第八章 抽芯機構(gòu)設(shè)計 22
第九章 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計 23
第十章 排氣系統(tǒng)設(shè)計 23
第十一章 注塑機參數(shù)校核 24
11.1 最大注射量、鎖模力、注射壓力、模具厚度的校核 25
11.2 開模行程的校核 25
11.3 模具與注射機安裝相關(guān)部分尺寸校核 26
結(jié)論 28
致謝 29
參考文獻 30
第一章 前 言
1.1 模具介紹
當今社會，模具工業(yè)無所不在，各種各樣的的產(chǎn)品都需要模具來生產(chǎn)，因為使用模具生產(chǎn)，可以大大地提高生產(chǎn)效率和制造成本，同時，產(chǎn)品的加工精度等等都能夠得到保證。在各個行業(yè)應(yīng)用模具的場合非常廣泛，例如飛機，輪船，以及一個機械零部件等各個領(lǐng)域都有用到。人類社會工業(yè)的發(fā)展離不開模具這樣一個重要的生產(chǎn)工具。隨著社會的進步，工業(yè)的發(fā)展，模具工業(yè)同樣會日新月異，隨著時間的推移，相信會迎來一個新的革新時期。
1.2 模具在加工工業(yè)中的地位
在當今社會，工業(yè)越來越發(fā)達，模具產(chǎn)業(yè)也在不斷地飛速發(fā)展著，隨著科技的發(fā)展，模具工業(yè)的進步，模具在當今工業(yè)化大生產(chǎn)中起到了越來越重要的作用。因為有了模具，使工業(yè)產(chǎn)品的加工精度和效率得到了保障，大大減少了人工繁雜的勞動強度，提高了工業(yè)的發(fā)展進程。
1.3 模具的發(fā)展趨勢
隨著工業(yè)的發(fā)展，模具工業(yè)也在飛速發(fā)展著，針對當今社會的工業(yè)發(fā)展狀況，模具的發(fā)展主要體現(xiàn)在一下幾個方面：
(1)模具的加工與制造的自動化程度將會繼續(xù)提高。
(2)結(jié)構(gòu)零部件的材料的制造費用將會慢慢下降，同時加工結(jié)構(gòu)零部件的設(shè)備的精度將會提高很多。
(3)模具的樣式將會越來越多，從單工序模具到復合模具，一次性成型復雜工件的模具將會越來越多地被應(yīng)用和生產(chǎn)。
(4)熱流道模具在模具工業(yè)中的位置和作用將會越來越突出，應(yīng)用的領(lǐng)域也將會越來越廣泛。
(5)工業(yè)的發(fā)展將會引領(lǐng)高壓鑄模具也不斷地發(fā)展，模具生產(chǎn)工藝和加工工藝也會逐漸走向自動化。
(6)模具的結(jié)構(gòu)領(lǐng)部件將會更多地利用標準零件來代替非標零部件，這樣就增加了模具之間的互換性。同時，也可以更好地保證模具加工出來的產(chǎn)品的精度，維修和使用也更加方便快捷。
0
第一章 緒論
(7)隨著社會的發(fā)展和工業(yè)的進步，車輛的不斷增多，所以壓鑄模具，沖壓模具也將會越來越普遍地應(yīng)用到各個生產(chǎn)加工領(lǐng)域。從單工序模到復合模的過渡是模具發(fā)展的必然趨勢。
24
第二章 改塑件材料分析和工藝性分析
第二章 該塑件材料分析和工藝性分析
2.1材料分析
臺燈罩的零件圖如下圖所示，該塑件的材料為ABS，我們知道，ABS材料的表面光澤度較好，且沒有毒，顏色呈淡黃色，沒有氣味，非常適合成為人們?nèi)粘Ｐ枰?jīng)常接觸到的產(chǎn)品的材料。從相關(guān)資料可知，ABS材料輕盈，密度小，所以操作起來很方便，不費力，隨著模具工業(yè)的發(fā)展，ABS材料在模具產(chǎn)品的制造中占有不可替代的地位。相信不久的將來，塑料工業(yè)的發(fā)展也會帶來ABS材料的進一步發(fā)展，包括它的力學性能，表面光澤度等等各個方面。
圖2-1 產(chǎn)品圖
2.2工藝分析
本次設(shè)計的工件是臺燈罩，根據(jù)圖2-1，我們可以知道，該塑件比較復雜，所以我們要盡可能保證設(shè)計出的模具能夠注塑出無裂痕，劃傷，缺陷等等因素的合適的產(chǎn)品出來。
2.2.1尺寸及精度
從零件圖可知，臺燈罩不大，材料為ABS，密度較小，所以采用一般精度等級來制造該產(chǎn)品，具體的技術(shù)指標和工藝參數(shù)件一下表格：
表2.1 ＡＢＳ主要技術(shù)指標和工藝參數(shù)
密度ｇ／㎝3
1.02～1.16
注射機類型
螺桿式
比容㎝3／ｇ
0.86～0.98
預(yù)熱
干燥
度℃
80～95
吸水率％
0.2～0.4
時間ｈ
4～5
糾縮率％
0.4～0.7
料簡
溫度
℃
后段
150～170
熔點℃
130～160
中段
165～180
熱變形
溫度℃
0.45MPa
90～108
前段
180～200
1.8MPa
83～103
噴嘴溫度℃
170～180
抗拉屈服強度MPa
50
模具溫度℃
50～80
拉伸彈性模量MPa
1.8×103
注射壓力MPａ
60～100
彎曲強度MPａ
80
成
型
時
間S
高壓時間
0～5
硬度HB
9.7
保壓時間
15～30
后
處
理
方法
紅外線燈、烘箱
冷卻時間
15～30
溫度℃
70
成型周期
40～70
時間ｈ
2～4
螺桿轉(zhuǎn)速ｒ/min
0.4～0.7
2.2.2表面粗糙度
塑件的外觀要求越高，表面粗糙度應(yīng)越低。一般模具表面粗糙度,要比塑件的要求低1～2級。塑件的表面粗糙度一般為Ra 0.8～0.2μm。
2.2.3形狀
產(chǎn)品外形尺寸為304㎜×34㎜×126㎜。塑件的內(nèi)外表面形狀應(yīng)盡可能保證有利于成型。
2.2.4斜度
為了便于從塑件中抽出型心或從型腔中脫出塑件，防止脫模時拉傷塑件，在設(shè)計時必須使塑件內(nèi)外表面沿脫模方向留有足夠的斜度。ABS在升溫時粘度增高，所以成型壓力較高，故塑件上的脫模斜度宜稍大，要有足夠的脫模斜度防止頂角。
第三章 擬定成型工藝
3.1制件成型方法
根據(jù)工件的特征以及所使用的材料，我們選擇注射成型來加工這個產(chǎn)品。
3.2制件的成型參數(shù)
根據(jù)制品結(jié)構(gòu)特點及選定的原料ABS，可擬定如下工藝參數(shù)
塑料名稱： ABS密度（g/cm3）：1.02～1.05
計算收縮率（%）：0.5
模具溫度（℃）： 50～60
注射壓力（MPa）：60～100
適應(yīng)注射機類型：柱塞式
料筒溫度
噴嘴溫度
/℃
模具溫度
/℃
注射壓力
/MPa
注射機類型
后/℃
中/℃
前/℃
180～190
50～70
70～90
螺桿式
150～170
180～190
200～210
成 型 時 間
螺桿轉(zhuǎn)數(shù)（r/min）
注射時間
/s
保壓時間
/s
冷卻時間
/s
成型周期
/s
3～5
5～15
5～15
15～40
30～60
后 處 理
備 注
方 法
溫度/℃
時間/ h
紅外線烤箱
70
0.3～1
原材料應(yīng)干燥0.5h以
3.3確定型腔數(shù)目
3.3.1計算制品的體積和重量
通過三維制圖UG軟件測量得:
單件塑件投影面積 S=5541.26㎜2 ；單件塑件體V=19381.67㎜3
查有關(guān)資料可知ABS的密度為1.02～1.05g/cm3 則單件塑件重量m=20.06g
3.3.2 模具型腔數(shù)目的確定
1）由于該工件較小，然后考慮到注射機的成型鎖模力，我們采用一模兩腔的設(shè)計思路來設(shè)計該模具。
2）同時考慮到注射機的額定注射量以及產(chǎn)品的制作精度，模具的型腔數(shù)不能太多，所以在這里綜合以上因素，決定采用一模兩腔來制作該產(chǎn)品，故模具的型腔數(shù)目為兩個。
3.3.3模具型腔數(shù)目的確定
一模兩腔的模具所需要的鎖模力和注射量都在注射機額定的范圍內(nèi)，且制作出來的產(chǎn)品精度比較容易控制，外形不易變形，所以采用一模兩腔來制作加工臺燈罩這個產(chǎn)品。
第四章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計
4.1制件在模具中的位置
4.4.1型腔的布置
主要考慮制件在分型后能保留在動模上以便脫模，并結(jié)合制件的結(jié)構(gòu)特征應(yīng)將型腔設(shè)置在定模側(cè)，型芯設(shè)置在動模側(cè)。
4.4.2分型面的選擇
由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)的設(shè)計、塑件結(jié)構(gòu)工藝性及尺寸精度、嵌件的位置、塑件的推出、排氣等多種因素的影響，因此在選擇分型面時應(yīng)綜合分析，應(yīng)遵循以下幾項的設(shè)計原則：
1）分型面應(yīng)選擇在塑件外形最大輪廓處
2）分型面的選擇應(yīng)有利于塑件的順利脫模
3）分型面的選擇應(yīng)保證塑件的精度要求
4）分型面的選擇應(yīng)滿足塑件的外觀質(zhì)量要求
5）分型面的選擇要便于模具的加工制造
6）分型面的選擇應(yīng)有利于排氣
從以上幾條分型原則可知，我們應(yīng)該選擇最大的投影面積來作為分型面，同時還要考慮到模具所制造出來產(chǎn)品的加工精度以及外形尺寸，本次設(shè)計的是臺燈罩，通過該工件的零件圖可知，我們選擇臺燈罩最大的投影面作為分型面，其中分型線如圖4—1藍色面所示。
4.2 確定澆口形式及位置
對澆注系統(tǒng)進行設(shè)計時，一般應(yīng)遵循如下基本原則：
（1）了解塑料的成型性能
（2）盡量避免或減少熔接痕
（3）有利于型腔中氣體排出
（4）防止型芯的變形和嵌件的位移
（5）盡量采用較短的流程充滿型腔
（6）流動距離比和流動面積比的校核
為了提高成型效率和綜合考慮以上的基本設(shè)計原則并結(jié)合制件質(zhì)量要求，本模具應(yīng)采用潛伏澆口，由產(chǎn)品底部進料。澆口位置如圖4—2所示
澆口直徑可以根據(jù)經(jīng)驗公式計算
d=（0.14～0.20）
式中 d—澆口直徑（mm）
—塑件在澆口處的壁厚（mm）
A—型腔的表面積㎜2
d=（0.14～0.20）×20303.8≈1.0mm
(澆口直徑也可根據(jù)經(jīng)驗值取 d=1.0mm)
澆口錐角取
澆口傾斜角取
圖4—2 流道設(shè)計
4.3 主流道的設(shè)計
主流道是連接注射機噴嘴與流道的一段通道，通常和注射機噴嘴在同一軸線上，斷面為圓形，帶有一定錐度
1）主流道設(shè)計成圓錐型，其錐角為1°～6°，內(nèi)壁粗糙度Ra取0.4um
2）主流道大端成圓角，半徑r=1～3mm，以減小料轉(zhuǎn)向過度時的阻力
3）在模具結(jié)構(gòu)允許的情況下，主流道盡可能短，一般小于100mm，過長則會影響流體的順利充型
4）對于小型模具可將主流道襯套與定位圈設(shè)計成整體式，但在大多數(shù)情況下將主流道襯套與定位圈設(shè)計成兩個零件，主流道襯套與定模板采用H7/m6過度配合與定位圈的配合采用H9/f9間隙配合
根據(jù)系統(tǒng)工況，我們決定使模具與澆口套的配合公差為H9/f9的配合。定位圈在模具安裝調(diào)試時應(yīng)插入注射機定模板的定位孔內(nèi)，用于模具與注射機的安裝定位。定位圈外徑比注射機定模板上的定位孔徑小0.2mm以下。澆口套與模板的配合為H7/m6
4.4 流道設(shè)計
流道設(shè)計時應(yīng)注意盡量減少流動過程中的熱量損失與壓力損失。
4.4.1流道的形狀與尺寸
該注塑模的流道的形狀與尺寸和所需要注塑產(chǎn)品的大小有直接關(guān)系，如果需要加工出來的產(chǎn)品很大的話，流道的截面就要大，相反地，如果需要注塑出來的產(chǎn)品很小的話，流道的截面就要窄，可以說，流道的大小與產(chǎn)品的大小，以及注射機的注射量，鎖模力等等各個方面都有著密切的關(guān)系。這需要根據(jù)產(chǎn)品的具體形狀尺寸來確定。
4.4.2流道的長度
具體尺寸根據(jù)型腔的太小而定
4.4.3流道的表面粗糙度
流道是注塑模具中影響到產(chǎn)品外觀以及結(jié)構(gòu)的重要因素，可以說流道系統(tǒng)的設(shè)計的好與壞直接關(guān)系到該模具加工出來的產(chǎn)品的好與壞，所以設(shè)計出合理的流道是一個優(yōu)秀模具必須具備的。設(shè)計流道的過程中，需要考慮到流道的散熱性能，以及塑料的流動性能等等多方面的因素。
4.4.4流道在分型面的布置形式
流道在分型面的布置形式如上圖4-2
根據(jù)以上設(shè)計參數(shù)校核流動比
式中 —流動比距離
Li—模具中各段料流通道及各段型腔的長度（mm）
ti—模具中各段料流通道及各段型腔的截面厚度（mm）
=60/3.5+37/5+4.5/5+2/2+140/2=98mm
因為影響流動比的因素主要是塑料的流動性，ABS塑料的流動性為中等，經(jīng)查有關(guān)資料可知ABS允許的流動比[]=210～110，所以 〈[]
4.5 冷料穴設(shè)計
通常情況下，冷料穴位于該注塑模的動模板上面，這樣更近地接近工件，當塑料被注射進型腔后，冷料穴就開始發(fā)揮作用了，可以使注塑出的塑件很快冷卻，從而起到了冷卻塑件，保證其力學性能的作用。流道冷料穴當流道較長時，可將流道的盡頭沿料流前進方向延長作為流道冷料穴，以貯存前鋒冷料，其長度為流道直徑的1.5～2倍。
本模具采用Z形拉料桿，具體設(shè)計的圖4-3所示。
圖4-3 拉料桿
第五章 成型零部件的設(shè)計
5.1成型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計
成型零部件是注塑模具設(shè)計中起到?jīng)Q定因素的一部分，產(chǎn)品的外觀，綜合力學性能，精度，表面光潔度等等方面都是依靠成型零部件的精度來控制的，例如型腔、型芯、凹模板，墊板等等都屬于成型零部件，在注塑模的設(shè)計中，成型零部件的作用非常重要，把握好成型零部件之間的配合，精度等等因素是決定一副模具好與壞的根本所在，其中，成型零部件的設(shè)計主要包括以下幾個方面：
5.1.1 型腔結(jié)構(gòu)設(shè)計
根據(jù)課題我們知道，型腔的結(jié)構(gòu)形式就決定了臺燈罩外部的結(jié)構(gòu)形式，通過分析臺燈罩這個產(chǎn)品，我們可以選擇整體鑲?cè)胧叫颓唬驗檎w鑲?cè)胧叫颓豢梢杂行У毓?jié)約成型零部件的制作成本，并且其力學性能滿足工況要求，更換方便快捷。
5.1.2 型芯及鑲件結(jié)構(gòu)設(shè)計
我們知道，型芯和鑲件主要是用來成型臺燈罩內(nèi)部結(jié)構(gòu)的成型零部件，通過分析臺燈罩這個產(chǎn)品，我們知道，其內(nèi)部凸臺較多，所以我們可以選擇把凸臺做成較大的鑲件來減少模具鋼的使用率，從而進一步來節(jié)省原材料，降低成本。
5.2 成型零部件工作尺寸計算
5.2.1 成型零部件性能
成型由于成型零件直接與高溫高壓的塑料熔體接觸，它必須有以一些性能：
1、必須具有足夠的強度、剛度，以承受塑料熔體的高壓；
2、有足夠的硬度和耐磨性，以承受料流的摩擦和磨損；
3、通常進行熱處理，使其硬度達到HRC45。以上；
4、切削加工性能好，熱處理變形小，可淬性良好；
5、熔焊性能要好,以便修理；
5.2.2 型腔、型芯工作部位尺寸計算
經(jīng)查有關(guān)資料可知ABS塑料的收縮率是0.3%～0.8%
平均收縮率為: S=（0.3%+0.8%）/2=0.55%
型腔工作部位的尺寸：
型腔徑向尺寸
型腔深度尺寸
型芯徑向尺寸
型芯高度尺寸
中心距尺寸
式中 L—塑件外型徑向基本尺寸的最大尺寸（mm）
l—塑件內(nèi)型徑向基本尺寸的最小尺寸（mm）
H—塑件外型高度基本尺寸的最大尺寸（mm）
h—塑件內(nèi)型徑向基本尺寸的最小尺寸（mm）
C—塑件中心距基本尺寸的平均尺寸（mm）
x—修正系數(shù)，取0.5～0.75
△—塑件公差（mm）
—模具制造公差，?。?/3～1/4）△。
各工作部位尺寸計算結(jié)果詳見相應(yīng)零件圖紙所標明
5.3 成型零部件的強度與剛度計算
為了方便加工和熱處理，其型芯整體鑲嵌式，型腔為整體鑲嵌式。因此，型腔的強度和剛度按型腔整體式計算。由于型腔壁厚計算比較麻煩，也可參考經(jīng)驗推薦數(shù)據(jù)。
5.3.1 強度、剛度計算
設(shè)計好一套模具，必須考慮到它的強度和剛度方面，因為模具是在高溫下面作業(yè)的，并且高壓，所以校核各個結(jié)構(gòu)零部件的強度和剛度是必須的。只有這樣，才能更好地使模具應(yīng)用的時間長，使用方便，維修少。
（1） 塑件成型過程中不產(chǎn)生溢料
粘度特性
塑料品種
允許變形值 [δ]
中粘度塑料
ABS
≤0.05
（2） 保證塑件的尺寸精度
塑件尺寸
經(jīng)驗公式[δ]
<10
Δi/3
>10～50
Δi/[3(1+Δi)]
>50～200
Δi/[5(1+Δi)]
（3） 保證塑件順利脫模
[δ]〈tS=1.4×0.8%=0.0112
式中 [δ]—保證塑件順利脫模的型腔允許彈性變形量；
t —塑件壁厚，mm;
S—塑件的收縮率。
5.3.2 型腔的側(cè)壁和底板厚度的計算
（1） 組合式矩形型腔側(cè)壁厚度的計算
對于小尺寸的模具型腔，在發(fā)生大的彈性變形前，其內(nèi)應(yīng)力往往超過了模具材料的許多應(yīng)力，因此，強度不夠是主要矛盾，設(shè)計型腔側(cè)壁厚應(yīng)以強度為準。
δmax= pHl4/32Ehs3
s=12.7mm
設(shè)允許最大變形量為δmax≤[δ]，其壁厚按剛度條件的計算式為：
s=
s=25mm
（2）組合式矩形型腔底板厚度的計算
按強度條件，型腔底板厚度計算式為：
h=
式中：h————矩形底板的厚度 （mm）
B————底板總寬度 （mm）
L————雙支腳間距 （mm）
P————型腔內(nèi)塑料熔體壓力 （MPa）
[σ]————模具材料的許用應(yīng)力 （MPa）
h≥25 mm
第六章 結(jié)構(gòu)零部件的設(shè)計
6.1 選用標準注射模架
6.1.1初選注射機
1）注射量：該塑料制件單件重量m=20.06g
澆注系統(tǒng)重量的計算可以根據(jù)澆注系統(tǒng)尺寸先計算澆注系統(tǒng)的體積
V= 1.888
粗略計算澆注系統(tǒng)重量為 1.888×1.0351.95g
總體積 V塑件=（19.38+1.95）=21.33
總重量 M=21.33×1.035≈22.08g
聚苯乙烯的密度為1.054g/cm3 ，ABS的密度為1.02～1.05g/
滿足注射量 V機≥V塑件/0.80
式中 V機—額定注射量（）
V塑件—塑件與澆注系統(tǒng)凝料體積和（）
≈ 26.66
或滿足注射量M機≥M塑件
式中 M機—額定注射量（g）
M塑件—塑件與澆注系統(tǒng)凝料的重量和（g）
—聚苯乙烯的密度（g/cm3）
—塑件采用塑料的密度（g/cm3）
g
2）注射壓力：
P注≥P成型
經(jīng)查有關(guān)資料可知ABS塑料成型時的注射壓力P成型=70～90MPa
3）鎖模力：
P鎖模力≥1.3pF
式中p—塑料成型時型腔的壓力，ABS塑料的型腔壓力p=30MPa
F—澆注系統(tǒng)和塑件在分型面上的投影面積和（）
各型腔及澆注系統(tǒng)及各型腔在分型面上的投影面積
F=5541.26
PF=1.3×30×5541.26=216109.14K
根據(jù)以上的分析、計算，查相關(guān)資料初選注射機型號為：XS-Z-30,其有關(guān)技術(shù)參數(shù)如下：
理論注射容量（cm3） 30
螺桿直徑（mm） 48
注射壓力（MPa） 319
注射行程（㎜） 330
注射方式 注塞式
鎖模力（KN） 650
拉桿內(nèi)向距（mm） 550
移模行程（mm） 200
最大模具厚度（mm） 600
最小模具厚度（mm） 250
噴嘴圓弧半徑（mm） 12
噴嘴孔直徑（mm） 3.5
最大開合模行程（mm） 160
動、定模板尺寸（㎜） 320×301
拉桿空間（㎜） 435
根據(jù)以上分析、計算以及型腔尺寸及位置可確定模架的結(jié)構(gòu)形式和規(guī)格。通過調(diào)用Auto CAD的燕秀工具箱模架選用。
定模板厚度：A=25 ㎜
動模板厚度：B=40 ㎜
墊塊厚度： C=61 ㎜
模具厚度： H模=282㎜
模具外形尺寸：320㎜×301 ㎜×282㎜
6.2 定模板與動模板的設(shè)計
本模具的模架是Auto CAD的燕秀工具箱調(diào)出拉，已經(jīng)設(shè)計好動定各模板的相關(guān)參數(shù)。具體看圖6-1 模架參數(shù)
第七章 推出機構(gòu)的設(shè)計
注射成型每一循環(huán)中，塑件必須準確無誤地從模具的凹?；蛐托旧厦摮觯瓿擅摮鏊芗难b置稱為脫模機構(gòu)，也稱頂出機構(gòu)。
本設(shè)計使用簡單的推桿脫模機構(gòu)和利用斜頂設(shè)計推出機構(gòu)的類型為一次推出機構(gòu)。因為該塑件的分型面簡單，結(jié)構(gòu)也不復雜，采用此類的脫模機構(gòu)可以簡化模具結(jié)構(gòu)，給制造和維護帶來方便，推出位置如圖7-1所示。
圖7-1 頂出機構(gòu)
第八章 抽芯機構(gòu)設(shè)計
抽芯機構(gòu)在模具的應(yīng)用中非常廣泛，主要用來加工塑件的突起或者凹下去的凸臺或者孔等等特征。
將型芯從成型位置抽至不妨礙塑件脫模的位置，型芯或滑塊所移動的距離稱為抽芯距。一般來說，抽芯距等于脫模行程加1mm～3mm的安全距離。測得脫模行程最大為1.74mm?？扇〕樾揪酁?2.5mm。
通常情況下，工件內(nèi)部的凸起或者凹進去的特征都是由斜頂頂出來的，這樣就可以更方便地加工出合適的產(chǎn)品出來。
如下圖8-1所示，斜頂參數(shù)設(shè)計參考圖8-2的設(shè)計標準。斜頂具體尺寸詳見零件圖。
圖8-1 斜頂計算參數(shù)
圖8-2 斜頂設(shè)計參數(shù)
第九章 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計
通常情況下，注塑機注射到型腔里的溫度通常在200度左右，而注射完成的工件的溫度在60度左右，所以設(shè)計冷卻水道是必須要的，特別在工件比較大的情況下。在設(shè)計冷卻水道的過程中，我們必須注意一下幾個方面：
①.冷卻水道盡量多、截面尺寸應(yīng)盡量大；
②.冷卻水道至型腔表面距離應(yīng)盡量相等；
③.澆口處加強冷卻；
④.冷卻水道出入中溫差盡量??；
⑤.冷卻水道應(yīng)沿著塑料收縮的方向設(shè)置；
第十章 排氣系統(tǒng)設(shè)計
由于本次設(shè)計的臺燈罩比較小，我們可以通過在分型面上面設(shè)置排氣槽排氣，此次我們設(shè)計的分型面排氣槽與型腔的距離為5～6㎜，深度為0.03㎜。利用間隙排氣，其配合間隙一般為0.03～0.005㎜，在這里，我們選擇0.06mm。
第十一章 注塑機參數(shù)校核
11.1 最大注射量、鎖模力、注射壓力、模具厚度的校核
注塑模具的設(shè)計步驟已經(jīng)在上述部分有計算，校核，所以根據(jù)工況，注塑機是符合系統(tǒng)要求的。
11.2 開模行程的校核
注射機最大的開模行程S
S≥h件+h澆+（5～10）=116<160
式中 h件 —塑料制品高度（mm）
h澆—澆注系統(tǒng)高度
故滿足要求。
11.3 模具與注射機安裝相關(guān)部分尺寸校核
根據(jù)工況可知，模具與注射機的相關(guān)部分都能夠滿足要求，并且操作起來也很方便，快捷。
總 結(jié)
在最近的一段時間的畢業(yè)設(shè)計，使我們充分把握的設(shè)計方法和步驟，不僅復習所學的知識，而且還獲得新的經(jīng)驗與啟示，在各種軟件的使用找到的資料或圖紙設(shè)計，會遇到不清楚的作業(yè)，老師和學生都能給予及時的指導，確保設(shè)計進度，本文所設(shè)計的是臺燈罩注塑模設(shè)計，通過初期的定稿，查資料和開始正式做畢設(shè)，讓我系統(tǒng)地了解到了所學知識的重要性，從而讓我更加深刻地體會到做一門學問不易，需要不斷鉆研，不斷進取才可要做的好，總之，本設(shè)計完成了老師和同學的幫助下，在大學研究的最感謝幫助過我的老師和同學，是大家的幫助才使我的論文得以通過。
致 謝
首先對指導老師在這次設(shè)計中給予我的幫助和支持表示衷心的感謝。由于是第一次做模具設(shè)計，所以在開始的時候都不知道從何下手。XXX老師教會了我如何去搜集和查閱一些相關(guān)資料。在設(shè)計過程中遇到一些難以解決的問題，XXX老師都認真負責地給我分析講解，使我找到了解決問題的辦法。在撰寫論文的時候，XXX老師及時的給予我建議，指出不足之處，幫助我更好的分析數(shù)據(jù)和組織論文結(jié)構(gòu)，使論文內(nèi)容更加充實、合理、有序。在王老師的指導下，使我在這次模具設(shè)計中學到不少知識。在此再次對指導老師表示衷心感謝!
在跨越大學的學習過程中，我還得到了各科任課老師和各位領(lǐng)導的大力幫助。在你們的幫助下，我學到了豐富的專業(yè)知識，學會了如何對待學習、生活、如何從事設(shè)計研究工作，使我的學業(yè)順利的完成，給我的大學生活劃上一個圓滿的句號。在次對各位幫助我、教育我的領(lǐng)導和老師表示由衷的感謝!
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