盒蓋注塑模具設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū).doc

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河北工程大學(xué)科信學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題目： 盒蓋注塑模具設(shè)計(jì) 姓名 王曉東 學(xué)號(hào) 080012236 專(zhuān)業(yè) 材料成型及控制工程 年級(jí) 08 級(jí) 指導(dǎo)教師 李 麗 摘 要 本課題主要是針對(duì)盒蓋的模具設(shè)計(jì),通過(guò)對(duì)塑件進(jìn)行工藝的分析和比較,最終設(shè)計(jì)出一副注塑模。該課題從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)工藝性，具體模具結(jié)構(gòu)出發(fā)，對(duì)模具的澆注系統(tǒng)、模具成型部分的結(jié)構(gòu)、頂出系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、注塑機(jī)的選擇及有關(guān)參數(shù)的校核、都有詳細(xì)的設(shè)計(jì)，同時(shí)并簡(jiǎn)單的編制了模具的加工工藝。通過(guò)整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程表明該模具能夠達(dá)到此塑件所要求的加工工藝。根據(jù)題目設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是盒蓋注塑模具的設(shè)計(jì)。也就是設(shè)計(jì)一副注塑模具來(lái)生產(chǎn)盒蓋塑件產(chǎn)品，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化提高產(chǎn)量。針對(duì)盒蓋的具體結(jié)構(gòu)，該模具是點(diǎn)澆口的雙分型面注射模具。由于塑件內(nèi)側(cè)有四個(gè)小凸臺(tái)，直接頂出，固采用斜推桿的結(jié)構(gòu)形式。其優(yōu)點(diǎn)在于簡(jiǎn)化機(jī)構(gòu)，使模具外形縮小，大大降低了模具的制造成本。通過(guò)模具設(shè)計(jì)表明該模具能達(dá)到盒蓋的質(zhì)量和加工工藝要求。 關(guān)鍵詞：塑料盒蓋; 盒蓋塑件注射模具；模具； Abstract This topic is mainly aimed at the lid mold design, through to the plastic parts for process analysis and comparison, the final design out a pair of injection mold. This subject from product structure, and the specific property of the mould structure, mould pouring system, die forming part of the structure and ejector system, cooling system, the injection molding machine selection and related parameters of checking, a detailed design, at the same time and simple compiled the mould processing technology. Through the whole design process shows that the mold can achieve the required plastics processing technology. According to the topic design is the main task of the injection mould design the lid. Also is a pair of injection mold design to production of plastics products, with the lid to realize automation to increase production. According to the specific structure, the lid of the die is the point of the gate double parting surface injection mold. Because plastic parts inside there are four small convex platform, the direct roof, the structure of the push rod solid form. Its advantage is that simplifying the mechanism, make the mould shape narrowed, and greatly reduce the mould manufacturing cost. Through the die design shows that the mold can achieve the lid of the quality and processing technology requirements. Key word：Plastic box cover; the box cover injection mold; mold. 目 錄 摘 要 1 Abstract 2 第一章 緒論 5 1.1當(dāng)前模具設(shè)計(jì)發(fā)展趨勢(shì) 5 1.2本次模具課程設(shè)計(jì)的任務(wù) 5 第二章 塑件成型工藝性分析 6 2.1塑件的分析 6 2.2聚苯乙烯(PS)的性能分析 7 2.3 PS的注射成型過(guò)程及工藝參數(shù) 8 第三章 初選注塑機(jī)規(guī)格 11 3.1注射機(jī)型號(hào)的確定 11 3.2注射機(jī)的相關(guān)參數(shù)的校核 12 第四章 分型面和型腔數(shù)目選擇 14 4.1分型面位置的選擇和確定 14 4.2型腔數(shù)目的確定 15 第五章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 16 5.1主流道的設(shè)計(jì) 16 5.2澆口的設(shè)計(jì) 17 第六章 型腔型芯設(shè)計(jì) 19 6.1成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 19 6.2 型芯和型腔的加工工藝卡、工序卡 23 第七章 模架的確定 25 7.1模架的選擇 25 7.2模架各尺寸的校核 26 第八章 導(dǎo)向與脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 28 8.1導(dǎo)向定位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 28 第九章 溫度調(diào)節(jié)與排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 29 9.1溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 29 9.2排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì) 30 結(jié) 論 31 參考文獻(xiàn) 32 致謝 34 第1章 緒論 1.1當(dāng)前模具設(shè)計(jì)發(fā)展趨勢(shì) 隨著中國(guó)當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)形勢(shì)的日趨好轉(zhuǎn)，在“實(shí)現(xiàn)中華民族的偉大復(fù)興”口號(hào)的倡引下，中國(guó)的制造業(yè)也日趨蓬勃發(fā)展；而模具技術(shù)已成為衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平的重要標(biāo)志之一，模具工業(yè)能促進(jìn)工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)的發(fā)展和質(zhì)量提高，并能獲得極大的經(jīng)濟(jì)效益，因而引起了各國(guó)的高度重視和贊賞。在日本，模具被譽(yù)為“進(jìn)入富裕的原動(dòng)力”，德國(guó)則冠之為“金屬加工業(yè)的帝王”，在羅馬尼亞則更為直接：“模具就是黃金”?？梢?jiàn)模具工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中重要地位。我國(guó)對(duì)模具工業(yè)的發(fā)展也十分重視，早在1989年3月頒布的《關(guān)于當(dāng)前國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策要點(diǎn)的決定》中，就把模具技術(shù)的發(fā)展作為機(jī)械行業(yè)的首要任務(wù)。 近年來(lái)，塑料模具的產(chǎn)量和水平發(fā)展十分迅速，高效率、自動(dòng)化、大型、長(zhǎng)壽命、精密模具在模具產(chǎn)量中所戰(zhàn)比例越來(lái)越大。注塑成型模具就是將塑料先加在注塑機(jī)的加熱料筒內(nèi)，塑料受熱熔化后，在注塑機(jī)的螺桿或活塞的推動(dòng)下，經(jīng)過(guò)噴嘴和模具的澆注系統(tǒng)進(jìn)入模具型腔內(nèi)，塑料在其中固化成型。 1.2本次模具課程設(shè)計(jì)的任務(wù) 本次課程設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是盒蓋注塑模具的設(shè)計(jì)。也就是設(shè)計(jì)一副注塑模具來(lái)生產(chǎn)盒蓋塑件產(chǎn)品，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化提高產(chǎn)量。針對(duì)盒蓋的具體結(jié)構(gòu)，通過(guò)此次設(shè)計(jì)，使我對(duì)點(diǎn)澆口雙分型面模具的設(shè)計(jì)有了較深的認(rèn)識(shí)。同時(shí)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)查閱大量資料、手冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)、期刊等，結(jié)合教材上的知識(shí)也對(duì)注塑模具的組成結(jié)構(gòu)（成型零部件、澆注系統(tǒng)、導(dǎo)向部分、推出機(jī)構(gòu)、排氣系統(tǒng)、模溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)）有了系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，拓寬了視野，豐富了知識(shí)，為將來(lái)獨(dú)立完成模具設(shè)計(jì)積累了一定的經(jīng)驗(yàn)。 第2章 塑件成型工藝性分析 2.1塑件的分析 （1）外形尺寸與精度等級(jí) 盒蓋整體尺寸70.6mm51.6mm外部由長(zhǎng)方形體并倒角形成，內(nèi)部由一長(zhǎng)方形腔但有兩個(gè)寬度為6*1.2*1.2mm長(zhǎng)方形凸臺(tái)構(gòu)成，盒蓋屬于外部配件，表面精度要求較高，尺寸精度要求不高。 （2）脫模斜度 該塑件材料為聚乙烯，選擇該塑件上型芯和凹模的統(tǒng)一脫模斜度為30′。 （3）該塑件尺寸較大且要求塑件表面精度等級(jí)較高，無(wú)凹痕。采用點(diǎn)澆口流道的雙分型面型腔注射?？梢员ＷC其表面精度。 2.2聚苯乙烯(PS)的性能分析 聚苯乙烯是指由苯乙烯單體經(jīng)自由基加聚反應(yīng)合成的聚合物，英文 聚苯乙烯 名稱(chēng)為Polystyrene，日文名稱(chēng)為ポリスチロール,簡(jiǎn)稱(chēng)PS。玻璃化溫度80～90℃，非晶態(tài)密度1.04～1.06克/立方厘米，晶體密度1.11～1.12克/立方厘米，熔融溫度240℃，電阻率為1020～1022歐厘米。導(dǎo)熱系數(shù)30℃時(shí)0.116瓦/(米開(kāi))。通常的聚苯乙烯為非晶態(tài)無(wú)規(guī)聚合物，具有優(yōu)良的絕熱、絕緣和透明性，長(zhǎng)期使用溫度0～70℃，但脆，低溫易開(kāi)裂。此外還有全同和間同立構(gòu)聚苯乙烯。全同聚合物有高度結(jié)晶性。 透明性好是PS的最大特點(diǎn)，其透光率可達(dá)88~92%，同PC和 PMMA一樣屬于最優(yōu)秀的透明塑料品種，統(tǒng)稱(chēng)為三大透明塑料。PS的折射率為1.59~1.60，但因苯環(huán)的存在，導(dǎo)致其雙折射較大，不能用于高檔光學(xué)儀器。 PS硬而脆、無(wú)延伸性、拉伸至屈服點(diǎn)附近即斷裂。PS的拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度在通用塑料中最高，其拉伸強(qiáng)度可達(dá)60MPa；但沖擊強(qiáng)度很小，難以用工程塑料。PS的耐磨性差，耐蠕變性一般。PS的力學(xué)性能受溫度的影響比較大。 PS的耐熱性能不好，熱變形溫度僅為70~90℃，只可長(zhǎng)期在60~80℃范圍內(nèi)使用。PS的耐低溫性也不好，脆化溫度為-30℃。PS的熱導(dǎo)率低，線膨脹系數(shù)較大，一般為（6~8）10-5K-1，與金屬相差懸殊，因此制品不利于帶金屬嵌件。 PS的化學(xué)穩(wěn)定性較好，可耐一般酸、堿、鹽、礦物油和低級(jí)醇等，可受許多烴類(lèi)、酮類(lèi)、高級(jí)脂肪酸等侵蝕，可溶于芳烴（如苯、甲苯、乙苯、苯乙烯等）、氯化烴（如四氯化碳、氯仿、二氯甲烷、氯苯等）及酯類(lèi)等。PS的耐候性不好，其耐光、氧化性都差，不適合于長(zhǎng)期戶(hù)外使用；但PS的耐輻射性好。 2.3 PS的注射成型過(guò)程及工藝參數(shù) （1）注射成型特點(diǎn) 1.1工藝特性 （1）.熔點(diǎn)不明顯：聚苯乙烯為無(wú)定形聚合物，熔融溫度范圍較寬，且熱穩(wěn)定性較好，約在95度左右開(kāi)始軟化，在190C成為熔體，在270C以上出現(xiàn)分解。 （2）.比熱較低：加熱流動(dòng)和冷卻固化也比較快，故模塑周期短。 （3）.受溫度和壓力影響較大：成型溫度和壓力的增加，對(duì)聚苯乙烯熔體的流動(dòng)性有明顯的增長(zhǎng)，其中溫度比壓力的影響更大，在成型過(guò)程中，可以通過(guò)改變溫度和壓力，來(lái)調(diào)節(jié)熔體的流動(dòng)性。 （4）.吸水性較低：聚苯乙烯的吸水性<0.05%，成型中所允許的水分含量通常為0.1%，因此一般無(wú)需進(jìn)行預(yù)干燥處理。 （5）.收縮率較低：聚苯乙烯的收縮率一般在0.4%左右，制品成型穩(wěn)定性好。 1.2成型工藝 （1）.注塑溫度：PS的注塑溫度可在鉸寬的范圍內(nèi)選取，但注射溫度過(guò)高會(huì)降低制品的機(jī)械性能，而過(guò)低又會(huì)影響制品的透明度，因此一般空控制在180~245C之間，可視機(jī)臺(tái)能力大小和使用狀態(tài)進(jìn)行加工溫度范圍調(diào)整。 （2）.注射壓力：PS注射壓力可在60~150MPA范圍內(nèi)選取。一般來(lái)說(shuō)，大澆口，厚壁制品的注射壓力可低些，而薄壁，長(zhǎng)流程，形狀復(fù)雜的制品的注射壓力則應(yīng)高些。 (3).注射速度：注射速度越快，越容易造成分子鏈的取向程度增加，從而引起更大的取向壓力，但注射速度過(guò)低，塑料熔體進(jìn)入模腔后，可能先后分層而形成融化痕，產(chǎn)生應(yīng)力集中線，易產(chǎn)生開(kāi)裂。所以注射速度以適中為宜。最好采用變速注射，在速度逐漸減小下結(jié)束充模。 (4).模具溫度：模具溫度最好控制在60~80C之間。5.注意事項(xiàng)，生產(chǎn)連續(xù)進(jìn)行，若停機(jī)，應(yīng)空料筒中殘存料，以避免再升溫時(shí)分解及產(chǎn)品黑點(diǎn)產(chǎn)生；再開(kāi)機(jī)時(shí)，應(yīng)清洗料筒。 注射例子： 第一段：200C 第二段：190C 第三段：190C 注射壓力:65MPA 射臺(tái)動(dòng)作：后加料 模具溫度:60~80C （2）注射工藝參數(shù) 料筒溫度 喂料區(qū) 30～50℃（50℃） 區(qū)1 160～250℃（200℃） 區(qū)2 200～300℃（210℃） 區(qū)3 220～300℃（230℃） 區(qū)4 220～300℃（230℃） 區(qū)5 220～300℃（230℃） 噴嘴 220～300℃（230℃） 括號(hào)內(nèi)的溫度建議作為基本設(shè)定值,行程利用率為35％和65％,模件流長(zhǎng)與壁厚之比為50：1到100：1。 熔料溫度: 220～280℃。 料筒恒溫: 220℃。 模具溫度: 15～50℃。 注射壓力: 具有很好的流動(dòng)性能，避免采用過(guò)高的注射壓力80～140MPa（800～1400bar）。 保壓壓力: 注射壓力的30％～60％；相對(duì)較短的保壓時(shí)間。 背壓: 5～10MPa（50～100bar）；在背壓太低的地方，熔料中易產(chǎn)生氣泡（制品中有灰黑紋路）。 注射速度: 普遍較快,多級(jí)注射以制品形狀為依據(jù);對(duì)薄壁的包裝容器應(yīng)該盡可能快,必要時(shí)使用蓄能器。 螺桿轉(zhuǎn)速: 高螺桿轉(zhuǎn)速（最大線速度為1.3m/s）是允許的；但為取得好的效果，塑化過(guò)程應(yīng)該緩慢同冷卻時(shí)間一樣。 計(jì)量行程: 0.5～4D（最小值～最大值）；4D 的計(jì)量行程為熔料提供足夠長(zhǎng)的駐留時(shí)間是很重要的。 殘料量: 2～8mm，取決于計(jì)量行程和螺桿轉(zhuǎn)速。 預(yù)烘干: 不需要；如果貯藏條件不好，在80℃的溫度下烘干1h就可以 。 回收率: 可達(dá)到100％回收。 收縮率: 0.3％～0.6％ 。 澆口系統(tǒng): 點(diǎn)式澆口;加熱式熱流道,保溫式熱流道,內(nèi)澆套;相對(duì)較小的橫截面為足夠。 機(jī)器停工時(shí)段: 無(wú)需用其它材料進(jìn)行專(zhuān)門(mén)的清洗工作；PS耐溫升。 料筒設(shè)備: 標(biāo)準(zhǔn)螺桿,直通噴嘴,止逆閥。 第3章 初選注塑機(jī)規(guī)格 3.1注射機(jī)型號(hào)的確定 （1）盒蓋體積 根據(jù)塑件的三維模型，利用三維軟件直接可查詢(xún)到可得出盒蓋體積 V盒=5385 mm3 （2）盒蓋質(zhì)量 查《模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)》P276.表2-2常用熱塑性塑料主要技術(shù)指標(biāo)可知PS的密度為1.04～1.06g/cm3，這里取1.06g/cm3，計(jì)算可得盒蓋的質(zhì)量M盒=5.385 cm31.06g/cm3≈5.7081g. （3）澆注系統(tǒng)凝料體積的初步估算 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)按照塑件體積0.2~1倍計(jì)算，由于本設(shè)計(jì)流道簡(jiǎn)單且較長(zhǎng)，因此澆注系統(tǒng)凝料按塑件體積的1倍計(jì)算，故一次注入模具型腔的塑料熔體總體積V總=V盒（1+1）=5.70812≈11.42cm3 （4）選擇注射機(jī) 根據(jù)第三步計(jì)算出的一次注入模具型腔的塑件總體積V總=11.42cm3，可得V總/0.8≈14cm3 根據(jù)以上計(jì)算，由于HDPE須使用螺桿式注射機(jī)，因此初選號(hào)為XS-ZY-500，參數(shù)如 表 3-1所示： 表3-1注射機(jī)主要技術(shù)參數(shù) 型 號(hào) XS-ZY-500 螺桿(柱塞)直徑(mm) 65 模板最大距離 L0(mm) 300 最大理論注射容量(cm3) 500 模板行程 L1(mm) 500 注射壓力(MPa) 145 噴嘴圓弧半徑 R(mm) 18 鎖模力(kN) 3500 噴嘴孔徑 d(mm) 3,5,6,8 最大注射面積 (cm2) 1000 噴嘴移動(dòng)距離 (mm) 280 最大模具厚度H(mm) 450 推出形式 280中心液壓推出，推出距離100mm，兩側(cè)推桿機(jī)械推出，液壓推出力4.2k 3.2注射機(jī)的相關(guān)參數(shù)的校核 （1）注塑量的校核 注塑模內(nèi)的塑件及澆注系統(tǒng)凝料的總?cè)哿浚ㄈ莘e或質(zhì)量）應(yīng)在注塑額定注塑量的80%以?xún)?nèi)，即 nVs+Vj≤0.8Vg 式中 Vs—單個(gè)塑件的容積。 即Vs=14cm3 n—模具的型腔的數(shù)目 即 n=4 Vj—澆注系統(tǒng)和飛邊所需塑料的容積（cm3）或質(zhì)量（g），約為Vs 的1／10； Vg—注塑機(jī)的額定注射量（cm3或g） 所以有： nVs+Vj=411.42+11.42/10≈42.4≤0.8Vg=400 所以注塑機(jī)的注塑量合格。 （2）注射壓力的校核 PE所需的注射壓力60~100MPa，這里取100MPa，注射機(jī)公稱(chēng)壓力450MPa，注射壓力100<450,所以該注射機(jī)注射壓力合格。 （3）鎖模力的校核 塑件的投影面積A1=3285.78mm24=13143.12 mm2。因?yàn)闈沧⑾到y(tǒng)采取點(diǎn)澆口，故澆注系統(tǒng)投影面積A2=0，所以模具型腔內(nèi)的脹型力 F脹=A1p模=13143.1220=262.86KN，式中p模式型腔的平均計(jì)算壓力值，查表得p=20MPa，262.86<900 所以，注射機(jī)鎖模力合格。 （4）模具高度與注塑機(jī)閉合高度關(guān)系的校核 模具的閉合高度應(yīng)在注射機(jī)最大于最小閉合高度之間，即 Hmin＜Hm＜Hmax 其中：Hm=375mm， Hmin=300mm Hmax=450mm 所以，注射機(jī)模具高度與注塑機(jī)閉合高度關(guān)系合格。 （5） 開(kāi)模行程校核　注塑機(jī)的開(kāi)模行程應(yīng)大于取出塑件所需的楷模距離，即　 　　　Ｓmax≥H1 + H2 +（5～10）mm Ｓmax—注塑機(jī)最大開(kāi)模行程； 即Ｓmax=300mm H1—塑件脫模所需頂出距離； 即H1=40mm H2—塑件高度； 即H2=10.2mm 所以得：H1 + H2 +10=60.2mm ≤300mm 所以，注塑機(jī)開(kāi)模行程合格。 第4章 分型面和型腔數(shù)目選擇 4.1分型面位置的選擇和確定 分形面的選擇原則： 1.為便于塑件成形后脫模，分型面應(yīng)使塑件在開(kāi)模時(shí)留在有脫模機(jī)構(gòu)的一邊，通常是在冬末的一側(cè)； 2．當(dāng)塑件內(nèi)有嵌件時(shí)，由于嵌件極少的收縮會(huì)造成塑件在這一位置粘附在型腔內(nèi)，因此型腔應(yīng)設(shè)計(jì)在動(dòng)模部分而不應(yīng)該在定模部分； 3.為了便于模具的加工，應(yīng)考慮斜分型面要比直分型面的型腔部分容易加工； 4.選擇分型面時(shí)，應(yīng)盡量只采用一個(gè)與開(kāi)模方向垂直的分型面，并盡量避免側(cè)向抽芯與側(cè)向分型，如果塑件有側(cè)凹或側(cè)孔必須采用側(cè)向分型或抽芯時(shí)，應(yīng)使側(cè)抽芯型芯盡可能安放在動(dòng)模上，而避免定模部分抽芯； 5．對(duì)于有同軸度要求的塑件，模具設(shè)計(jì)時(shí)盡可能將型腔設(shè)計(jì)在同一個(gè)型面上； 6．選擇分型面時(shí)，應(yīng)選在不影響塑件外觀和塑件飛邊容易修整的部位，一保證塑件的質(zhì)量； 7.分型面的選擇應(yīng)有利于防止溢料，當(dāng)塑件在分型面上的投影面積接近于注射機(jī)最大注射面積時(shí)，就有可能產(chǎn)生溢料； 8.分型面的選擇應(yīng)有利于排氣，即分型面應(yīng)盡可能設(shè)在塑件流動(dòng)的末端，以利于排氣； 9.對(duì)于塑件較高，脫模斜度又小的塑件，分型面宜選在中間部位，盡管型腔設(shè)在動(dòng)、定模兩側(cè)，但易于脫模且不產(chǎn)生飛邊。 由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)、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(shí)應(yīng)綜合分析比較，考慮到要保證塑料制品能夠脫模，使型腔深度最淺，使塑件外形美觀，容易清理和有利于排氣等問(wèn)題，本塑件要求外側(cè)表面光滑，下端外沿?zé)o澆口痕跡，綜上所述，最終確定分型面如下圖圖 4-1-1和圖4-1-2所示。 圖4-1-1 分型面 圖 4-1-2 分型線 4.2型腔數(shù)目的確定 對(duì)于設(shè)計(jì)的盒蓋，由于其內(nèi)形狀雖然規(guī)則但較復(fù)雜，但總體比較簡(jiǎn)單。30萬(wàn)的就訂單，屬于中批量生產(chǎn)，而且產(chǎn)品對(duì)尺寸的要求不是很高。故宜采用三板模細(xì)水口點(diǎn)澆口系統(tǒng)。故在安排型腔時(shí)，采用一模四腔的形式，以方便提高工作效率。 第5章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 5.1主流道的設(shè)計(jì) （1）主流道尺寸 1）主流道長(zhǎng)度：根據(jù)模架的實(shí)際尺寸確定主流道是長(zhǎng)度，其中面板厚度為50mm，流道推板的厚度為35mm。但為保證定位圈的安裝便捷和定位效果，所以設(shè)計(jì)定位圈嵌入面板5mm，如圖5-1所示。所以定位圈和主流道也相對(duì)面板表面下沉5mm。所以本次設(shè)計(jì)初取80mm進(jìn)行設(shè)計(jì) 圖 5-1 主流道的位置及其長(zhǎng)度 2）主流道小端直徑：D2=D1+(0.5～1)mm，一般情況下，D2=3.5～4.5mm其中D1為注塑機(jī)噴嘴口直徑。XS-ZY-500注塑機(jī)噴嘴孔直徑（mm）可取3、5、6、8。所以這里取D1=5mm.所以D2=5+1=6mm 3）主流道大端直徑：d’=d+2L主tanα=6mm，式中α=2d=注射機(jī)噴嘴尺寸+（0.5~1）mm=（6+1）mm=7mm 4）主流道球面半徑：SRo=注射機(jī)噴嘴球頭半徑+（1~2）mm=（18+2）mm=20mm 5）球面的配合高度：h=（1/3～2/5）Rmm=7.2mm 主流道澆口套形式 主流道襯套為標(biāo)準(zhǔn)件可選購(gòu)。主流道小端入口處與注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，易磨損。對(duì)材料的要求較嚴(yán)格，因而將主流道澆口套與定位圈分開(kāi)設(shè)計(jì)，以便于拆卸更換。同時(shí)也便于選用優(yōu)質(zhì)鋼材進(jìn)行單獨(dú)加工和熱處理。設(shè)計(jì)中常采用碳素工具鋼（T8A或T10A），熱處理淬火表面硬度為50～55HRC，如圖圖5-1所示。 圖5-1澆口套 5.2澆口的設(shè)計(jì) 由于該塑件是外觀要求較高的盒類(lèi)塑件，且塑件材料為聚乙烯，流動(dòng)性極好，為了能獲得外形清晰，表面光澤的塑料制品，所以采取點(diǎn)澆口，根據(jù)《模具設(shè)計(jì)》P205 表7-1的〈澆口尺寸推薦表〉得之：PE材料工件在工件壁厚<1.5的情況下澆口尺寸范圍為0.5mm～0.6mm。所以這里取0.6mm。澆口結(jié)構(gòu)和布局形式如圖 5-2-1和圖 5-2-2所示。 圖5-2-1澆口數(shù)據(jù)設(shè)定 圖5-2-2澆口布置圖 第6章 型腔型芯設(shè)計(jì) 6.1成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （1）凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 凹模是成型制品的外表面的成型零件。按凹模的結(jié)構(gòu)不同可將其分為整體式、整體嵌入式、組合式和鑲拼式四種。根據(jù)對(duì)塑件的結(jié)構(gòu)分析，本設(shè)計(jì)中由于采用一模四腔，所以采用整體式凹模。 （2）型腔壁厚、長(zhǎng)度等尺寸的確定 根據(jù)《模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)（第二版）》P497中的經(jīng)驗(yàn)曲線，如下圖 6-1-1和6-1-2得。因?yàn)楣ぜ傮w形狀是個(gè)圓柱體，而另兩個(gè)邊被截掉，所以型腔的兩個(gè)面是圓形，可根據(jù)圖 6-1-1 和加工便利，取其型腔壁厚度整數(shù)，所以a＇=25mm。另兩個(gè)邊類(lèi)似于矩形的兩邊，可根據(jù)圖 6-1-2 得a=30mm。根據(jù)《模具設(shè)計(jì)與加工速查手冊(cè)》第五章；塑料注塑模設(shè)計(jì)P579得：矩形整體式型腔底部厚度t=側(cè)壁后t＇=。因?yàn)閭?cè)壁厚度取t＇=25mm，所以底部厚度t=25mm。 圖 6-1-1 矩形整體式型腔壁厚經(jīng)驗(yàn)曲線圖 圖 6-1-2 圓形凹模最小壁厚經(jīng)驗(yàn)曲線 圖6-1-3 毛胚尺寸的確定 圖 6-1-3 毛胚厚度的確定 （3）凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（型芯） 凸模是成型塑件內(nèi)表面的成型零件，通常可分為組合式和整體式兩種。鑒于盒蓋的特殊結(jié)構(gòu)，盒蓋注塑模具的成型零件包括：動(dòng)模型芯、斜推桿。 （4）成型零件鋼材的選用 根據(jù)對(duì)成型塑件的綜合分析，該塑件的成型零件要有足夠的剛度、強(qiáng)度、耐磨性和良好的抗疲勞性能，同時(shí)考慮它的機(jī)械加工性能和拋光性能，所以凹模鋼材選用P20，對(duì)于動(dòng)模型芯而言，由于脫模時(shí)與塑件磨損嚴(yán)重，因此鋼材選用高合金工具鋼Cr12MoV，斜推桿磨損也比較嚴(yán)重，因此也采用Cr12MoV 6.2 型芯和型腔的加工工藝卡、工序卡 第7章 模架的確定 7.1模架的選擇 由于成形零件采用一模四腔，所以確定選用模架為型號(hào) DC型（WL=400400mm），如下圖 7-1-1和圖 7-1-2所示： 圖7-1-1 模架各部件名稱(chēng) 圖 7-1-2 標(biāo)注模架的選擇 各模板尺寸的確定： （1）A板是定模型腔板，按模架標(biāo)準(zhǔn)板厚度取40mm+35mm=75mm （2）B板是型芯固定板，按模架標(biāo)準(zhǔn)板厚取30mm+25mm=65mm （3）C墊塊尺寸=推出行程+推板厚度+推桿固定板厚度+（5～10）mm，初步選定為120mm 綜上所述，模架外形尺寸：寬長(zhǎng)高=400mm400mm375mm 7.2模架各尺寸的校核 根據(jù)所選的注射機(jī)來(lái)校核模具設(shè)計(jì)的尺寸 （1）模具平面尺寸230mm300mm<235mm235mm（拉桿間距），校核合格 （2）模具高度尺寸215mm，200mm<215mm<300mm（模具的最大厚度和最小厚度），校核合格 （3）模具的開(kāi)模行程S=H1+H2+a+(5～10)mm=40+10.2+50+（5～10）=105.2～110.2mm<300mm（模板最大行程），校核合格 式中，S——注塑機(jī)最大開(kāi)模行程,mm H1——塑件脫模（推出距離）距離，mm H2——塑件高度，包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)，mm a ——取出凝料所需要的最短距離，mm 第8章 導(dǎo)向與脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 8.1導(dǎo)向定位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 注射模的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)用于動(dòng)、定模之間的開(kāi)合模導(dǎo)向和脫模機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向。按作用分為模外定位和模內(nèi)定模外定位是通過(guò)定位圈使模具的澆口套能與注射機(jī)噴嘴精確定位；而模內(nèi)定位機(jī)構(gòu)則通過(guò)導(dǎo)柱導(dǎo)套進(jìn)行合模定位，錐面定位則用于動(dòng)、定模之間的精確定位。因?yàn)楸舅芗樾⌒退芗?，小批量生產(chǎn)，所以采用帶頭直通式導(dǎo)柱，配導(dǎo)套。 導(dǎo)柱的材料選用低碳鋼（20鋼），滲碳淬火，硬度為50～55HRC,具體配合見(jiàn)裝配圖。 8.2脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 塑件四側(cè)有內(nèi)凹，采用斜推桿抽出。開(kāi)模時(shí)，注射機(jī)拉動(dòng)動(dòng)模后退，當(dāng)模具推板與注射機(jī)頂桿接觸時(shí)，迫使推板向前運(yùn)動(dòng)，斜推桿向內(nèi)移動(dòng)抽出塑件，模具繼續(xù)后退時(shí)，推出塑件。閉模時(shí)，由復(fù)位桿使斜推桿復(fù)位。 （1）脫模力的計(jì)算 所以認(rèn)為是薄壁塑件，所以脫模力的計(jì)算式為 （2）校核推出機(jī)構(gòu)作用在塑件上的單位壓應(yīng)力 推出面積 推出應(yīng)力 （抗壓強(qiáng)度）合格 第9章 溫度調(diào)節(jié)與排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 9.1溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 由于冷卻水道的位置、結(jié)構(gòu)形式、表面狀況、水的流速、模具的材料等很多因素都會(huì)影響模具的熱量向冷卻水傳遞，精確計(jì)算比較困難。實(shí)際生產(chǎn)中，通常都是根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)來(lái)確定冷水水路，通過(guò)調(diào)節(jié)水溫、水速來(lái)滿足要求。 查表得聚乙烯成型時(shí)所需的模具溫度30～60℃，此處設(shè)模具的溫度為40℃ （1）冷卻水的體積流量 （2）冷卻水管直徑 由于塑件壁厚為1mm，冷卻水管直徑d=8mm即可 （3）冷卻水在管道內(nèi)的流速 大于最低流速1.66m/min，達(dá)到湍流狀態(tài)，所以管道直徑選用合理 （4）冷卻管道孔壁與冷卻水之間的傳熱膜系數(shù) 查表得f=7.22（水溫為30℃時(shí)），因此 （5）冷卻管道的總傳熱面積 （6）模具上應(yīng)開(kāi)設(shè)的冷卻水孔數(shù) （參考《模具設(shè)計(jì)師（注塑模）》單元3-冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì) P119～P146） 9.2排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì) 本模具屬于小型模具，而且模具的斜頂較多（每個(gè)型腔4個(gè)）。所以可以直接利用利用斜推桿，模板，型芯之間的間隙作為排氣系統(tǒng)，其間隙為0.03到0.05mm。完全能夠滿足排氣需要。 結(jié) 論 通過(guò)此次模具設(shè)計(jì)，使我的專(zhuān)業(yè)知識(shí)更加系統(tǒng)化，完善化。在設(shè)計(jì)中我熟練掌握了查閱有關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，也培養(yǎng)了我綜合考慮結(jié)構(gòu)、工藝性、經(jīng)濟(jì)性以及標(biāo)準(zhǔn)化等的能力，鞏固了過(guò)去所學(xué)的知識(shí)，已掌握了注射模具設(shè)計(jì)的基本流程，也鍛煉了我的動(dòng)手能力和對(duì)于工程技術(shù)的嚴(yán)謹(jǐn)性?？傊?，通過(guò)這次嘗試使我的專(zhuān)業(yè)水平更上一層樓，為以后的工作與深造打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。雖然在這其中，我們遇到了很多難以解決的問(wèn)題，但經(jīng)過(guò)全組組員的努力，最終將他們一一克服。我們相信只要不斷的努力就能取得更好的成績(jī)。我們遇到的一個(gè)難點(diǎn)是型腔型芯的設(shè)計(jì)，在詢(xún)問(wèn)了老師，通過(guò)了縝密的計(jì)算，最終確定了方案。這一次的成功使得我們對(duì)這一課程設(shè)計(jì)的信心大增，在后來(lái)的設(shè)計(jì)中不斷攻破難題，最終完成了這次的作業(yè)。我覺(jué)得這次的設(shè)計(jì)不但讓我對(duì)課本知識(shí)有了更加深入的理解，更重要的是它磨礪了我的性格，對(duì)我以后的發(fā)展帶來(lái)不少的好處，使我真正明白了實(shí)踐出真知的道理。 參考文獻(xiàn) 主要參考文獻(xiàn)： [1] 馮炳堯，韓泰榮，蔣文森編《模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)》。 第二版 上海： 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1998年8月。 [2] 黃虹主編《塑料成型加工與模具》。北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003年3月。 [3] 伍先明，王群編《塑料模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)》。 北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2006年5月。 [4] 李會(huì)武，范興國(guó)編《塑料模具技術(shù)手冊(cè)》。 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