2541 電視遙控器前蓋注射模具設(shè)計(jì)

2541 電視遙控器前蓋注射模具設(shè)計(jì),電視,遙控器,注射,模具設(shè)計(jì) 大 學(xué)畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）題 目：電視遙控器前蓋注射模具設(shè)計(jì)院 （系）： 專 業(yè)： 班 級(jí)： 學(xué)生姓名： 導(dǎo)師姓名： 職稱： 起止時(shí)間： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）II摘 要模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個(gè)國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志。塑料工業(yè)的飛速發(fā)展，對(duì)注塑模具的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)提出了質(zhì)量好、制造精度高、研發(fā)周期短等越來越高的要求，能否適應(yīng)這種需求已成為模具生產(chǎn)企業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素。模具技術(shù)是融合機(jī)械工程、計(jì)算機(jī)應(yīng)用、自動(dòng)控制、數(shù)控技術(shù)等學(xué)科為一體的綜合性學(xué)科。本文中針對(duì)電視遙控器注射模具制定出合理的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，其中包括成型部分及其零部件設(shè)計(jì)，澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)，脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)等。根據(jù)分析，設(shè)計(jì)了一套塑料注射模具，并對(duì)模具以及主要零件進(jìn)行了 CAD 繪圖。關(guān)鍵字：注射模具 澆注系統(tǒng) 脫模機(jī)構(gòu) 冷卻系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）IIIAbstractThe technique level of molding tool which has became an important marking to measure the level of a national product. Some higher demands such as high quality, high precision, short time of R&D and so on were put forward since the rapid development of plasticin dustry, whether they can adapt to these requirements has becoming an important factor for the development of molding producer. The mold technology is a comprehensive discipline that combines mechanical engineering, computer application, automatic control, numerical control technology and so on.In this paper, it introduced the design process of the injection mold of Television remote control kneading board, including the shape of part design, the design of feed system push system and cooling system, molding part and final assembly structure. Depending on the analysis, a plastic injection mould has designed, and the injection plastic mould and the important parts are drawn on computer by Auto CAD.Key words: Injection mold Drawing of patterns organization Feed system Cooling system畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）I目 錄摘 要 .............................................................................................................ⅠAbstract ...........................................................................................................Ⅱ第 1 章 緒論 ....................................................................................................11.1 選題的依據(jù)和意義 ..........................................................................11.2 塑料行業(yè)在我國國內(nèi)的發(fā)展?fàn)顩r ......................................................11.3.1 產(chǎn)需矛盾 ...................................................................................21.3.2 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、企業(yè)結(jié)構(gòu)等方面 .......................................................21.3.3 產(chǎn)品水平 ...................................................................................21.3.4 工藝裝備水平 ............................................................................31.3.5 模具行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì) .................................................................3第 2 章 方案分析 ...........................................................................................42.1 設(shè)計(jì)任務(wù) .........................................................................................42.2 產(chǎn)品分析 .........................................................................................42.3 塑件所用塑料名稱、性能及工藝參數(shù) ...............................................52.4 塑件結(jié)構(gòu)要素 ..................................................................................52.4.1 塑件脫模斜度： ........................................................................52.4.2 塑件精度等級(jí)的選用 .................................................................62.4.3 圓角設(shè)計(jì) ...................................................................................62.5 注射機(jī)的選擇 ..................................................................................62.5.1 最大注塑量： ............................................................................62.5.2 注射壓力： ...............................................................................62.5.3 鎖模力的校核： ........................................................................62.5.4 開模行程校核： ........................................................................72.5.5 螺桿轉(zhuǎn)速： ...............................................................................7第 3 章 成型部分及其零部件設(shè)計(jì) .....................................................................8畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）II3.1 分型面的設(shè)計(jì) ..................................................................................83.1.1 考慮塑件質(zhì)量 ............................................................................83.1.2 確保塑件表面質(zhì)量 .....................................................................83.1.3 考慮模具結(jié)構(gòu) ............................................................................83.2 型腔數(shù)的確定 ..................................................................................93.2.1 根據(jù)所用注射機(jī)的最大注塑量確定型腔數(shù)目 ..............................93.2.2 根據(jù)注射機(jī)最大鎖模力確定型腔數(shù) ..........................................103.2.3 根據(jù)塑件的精度確定型腔數(shù)目 .................................................103.2.4 根據(jù)經(jīng)濟(jì)性確定型腔數(shù)目 ........................................................103.3 凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ................................................................................113.3.1 凹模型腔的大小尺寸為： ........................................................123.3.2 型腔的深度尺寸 ......................................................................123.4 凸模結(jié)構(gòu)尺寸 ................................................................................133.4.1 凸模/型芯的外形尺寸 ..............................................................143.4.2 凸模/型芯的高度尺寸 ..............................................................153.5 型腔壁厚的計(jì)算 ............................................................................153.5.1 型腔的強(qiáng)度及剛度要求 ..............................................................153.5.2 型腔壁厚計(jì)算 ..........................................................................16第 4 章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) .................................................................................204.1 澆注系統(tǒng)的組成及設(shè)計(jì)原則 ...........................................................204.1.1 澆注系統(tǒng)的組成 ......................................................................204.1.2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則： ............................................................204.2 主流道的設(shè)計(jì) ................................................................................214.2.1 主流道分析 .............................................................................214.2.2 主流道的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ...................................................................214.2.3 主流道澆口套設(shè)計(jì) ...................................................................234.3 分流道的設(shè)計(jì) ......................................................................................244.3.1 分流道的形狀和尺寸 ...............................................................244.3.2 分流道的分布設(shè)計(jì) ...................................................................254.4 澆口的設(shè)計(jì) ...................................................................................25畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）III4.4.1 澆口位置的選取原則 ...............................................................264.4.2 澆口形式的設(shè)計(jì) ......................................................................264.5 冷料穴的設(shè)計(jì) ................................................................................274.5.1 冷料穴的結(jié)構(gòu) ..........................................................................274.5.2 拉料方式 .................................................................................27第 5 章 排溢系統(tǒng)設(shè)計(jì) ...................................................................................28第 6 章 脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) ....................................................................................296.1 脫模機(jī)構(gòu)的構(gòu)成與功能 ..................................................................296.2 取出機(jī)構(gòu)的方式 ............................................................................296.3 脫出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)原則 .........................................................................296.3.1 脫出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)基本考慮 ............................................................296.3.2 脫出機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu) ......................................................................306.3.3 所需頂出行程、開模行程計(jì)算 .................................................306.3.4 頂出力、抽拔力，開模力計(jì)算 .................................................316.4 塑件的脫出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) .....................................................................326.4.1 頂桿的長度計(jì)算 ......................................................................336.4.2 頂桿直徑 d 的設(shè)計(jì) ...................................................................336.4.3 頂桿應(yīng)力校核 ..........................................................................346.4.4 頂桿在塑件上的布局 ...............................................................346.4.5 頂桿固定及配合 ......................................................................356.4.6 頂出機(jī)構(gòu)中附屬零部件 ............................................................35第 7 章 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) .................................................................................377.1 冷卻裝置設(shè)計(jì)分析 .........................................................................377.2 傳熱面積計(jì)算 ................................................................................387.2.1 注射周期的確定 ......................................................................387.2.2 冷卻水計(jì)算 .............................................................................397.2.3 計(jì)算單位時(shí)間內(nèi)所釋放的熱量 ................................................397.2.4 冷卻水的導(dǎo)熱總面積 ...............................................................407.2.5 確定冷卻水路的直徑 d.............................................................417.2.6 冷卻水孔的總長度 ...................................................................41畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）IV7.2.7 冷卻水管數(shù)量的確定 ...............................................................417.2.8 系統(tǒng)的其它零件 ......................................................................41第 8 章 模體與支撐連接零件 ..........................................................................43結(jié)論 ................................................................................................................44致謝 ........................................................46參考文獻(xiàn) ....................................................45畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）1第 1 章 緒論1.1 選題的依據(jù)和意義模具是工業(yè)生產(chǎn)中使用極為廣泛的基礎(chǔ)工藝裝備。在汽車、電機(jī)、儀表、電子、通信、家電和輕工業(yè)等行業(yè)中，60%～80%的零件都要依據(jù)模具成形，并且隨著近年來這些行業(yè)的迅速發(fā)展，對(duì)模具的要求越來越迫切，精度要求越來越高結(jié)構(gòu)要求也越來越復(fù)雜。模具已廣泛應(yīng)用于電機(jī)電器產(chǎn)品、電子和計(jì)算機(jī)產(chǎn)品、儀表、家用電器、汽車、軍械、通用機(jī)械等產(chǎn)品的生產(chǎn)中。1.2 塑料行業(yè)在我國國內(nèi)的發(fā)展?fàn)顩r在過去 25 年里，中國逐漸完成了從計(jì)劃經(jīng)濟(jì)到市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的轉(zhuǎn)變，由于開放型經(jīng)濟(jì)吸引了大量的私企和外企。2006 年中國的塑料年銷量3800 萬噸以上，與歐盟相當(dāng)。目前，中國塑料加工行業(yè)在亞洲處于領(lǐng)導(dǎo)地位。注塑加工行業(yè)是比較活躍的一部分，占聚合物需求總量的30％，并且保持 8％的年增長率。注塑產(chǎn)品主要的應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)殡娮釉O(shè)備、電腦、IT 產(chǎn)品外殼部件、手機(jī)、CD/DVD、家用物品和汽車部件等。生活日用品的出口和包裝、建材、汽車等旺盛需求將導(dǎo)致注塑制品的穩(wěn)步增長。在中國所有的塑料加工廠中，注塑廠家占 70％左右，這個(gè)統(tǒng)計(jì)數(shù)字包括了大量的小企業(yè)和國有企業(yè)。中國已經(jīng)成為僅次于美國的塑料生產(chǎn)大國、消費(fèi)大國、原料進(jìn)口大國、制品出口大國，但不是綜合強(qiáng)國。2005 年中國塑料行業(yè)企業(yè)數(shù)量超過 6.5 萬家，其中規(guī)模以上企業(yè) 11726 個(gè)。塑料制品出口量從 2001 年的 535.8 萬噸增至 2005 年的 1228.5 萬噸，年均增長 23.1%。預(yù)計(jì) 2015 年塑料制品總產(chǎn)量翻一番，達(dá)到 5000 萬噸。塑料加工畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）2工業(yè)良好的發(fā)展前景仍將是我國塑料機(jī)械制造工業(yè)高速發(fā)展的原動(dòng)力。中國因具有較低勞動(dòng)力的優(yōu)勢(shì)吸引了大量的海外投資，從而使經(jīng)濟(jì)飛速增長，制品中心也從亞洲、北美、歐洲等成本高的地區(qū)轉(zhuǎn)移到中國。目前這種趨勢(shì)在汽車和電子領(lǐng)域表現(xiàn)尤為明顯。1.3 國內(nèi)模具技術(shù)與國外的差距1.3.1 產(chǎn)需矛盾工業(yè)發(fā)展水平的不斷提高，工業(yè)產(chǎn)品更新速度加快，對(duì)模具的要求越來越高，盡管改革開放以來，模具工業(yè)有了較大發(fā)展，但無論是數(shù)量還是質(zhì)量仍滿足不了國內(nèi)市場(chǎng)的需要， 目前滿足率只能達(dá)到 70%左右。造成產(chǎn)需矛盾突出的原因，一是專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化程度低，除少量標(biāo)準(zhǔn)件外購?fù)?，大部分工作量均需模具廠去完成。加工企業(yè)管理的體制上的約束，造成 模具制造周期長，不能適應(yīng)市場(chǎng)要求。二是設(shè)計(jì)和工藝技術(shù)落后，如模具 CAD/CAM 技術(shù)采用不普遍，加工設(shè)備數(shù)控化率低等，亦造成模具生產(chǎn)效率不高、周期長?？傊?，是拖了機(jī)電、 輕工等行業(yè)發(fā)展的后腿。1.3.2 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、企業(yè)結(jié)構(gòu)等方面模具按國家標(biāo)準(zhǔn)分為十大類，其中沖壓模、塑料模占模具用量的主要部分。按產(chǎn)值統(tǒng)計(jì)，我國目前沖壓占 50%-60%，塑料模占 25-30。國外先進(jìn)國家對(duì)發(fā)展塑料模很重視，塑料 模比例一般占 30%-40%。國內(nèi)模具中，大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具比較低，約占 20%左右，國外為 50%以上。我國模具生產(chǎn)企業(yè)結(jié)構(gòu)不合理，主要生產(chǎn)模具能力集中在各主機(jī)廠的 模具分廠 (或車間)內(nèi)，模具商品化率低，模具自產(chǎn)自用比例高達(dá) 70%以上。國外，70%以上 是商品化的。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）31.3.3 產(chǎn)品水平衡量模具產(chǎn)品水平，主要有模具加工的制造精度和表面粗糙度，加工模具的復(fù)雜程度、 模具的使用壽命和制造周期等。國內(nèi)外模具產(chǎn)品水平仍有很大差距。1.3.4 工藝裝備水平我國機(jī)床工具行業(yè)已可提供比較成套的高精度模具加工設(shè)備，如：加工中心、數(shù)控銑床、數(shù)控仿形銑床、電加工機(jī)床、座標(biāo)磨床、光曲磨床、三座標(biāo)測(cè)量機(jī)等。但在加工和定位精度，加工表面粗糙度，機(jī)床剛性，穩(wěn)定性，可靠性，刀具和附件的配套性方面和國外相比，仍有較大差距 。[1]1.3.5 模具行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)專家認(rèn)為，我國模具行業(yè)要進(jìn)一步發(fā)展多功能復(fù)合模具，一套多功能模具除了沖壓成型零件外，還擔(dān)負(fù)疊壓、攻絲、鉚接和鎖緊等組裝任務(wù) 。通過這種多功能的模具生產(chǎn)出來的不再是成批零件，而是成[2]批的組件，如觸頭與支座的組件、各種微小電機(jī)、電器及儀表的鐵芯組件等。多色和多材質(zhì)塑料成形模具也將有較快發(fā)展。這種模具縮短了產(chǎn)品的生產(chǎn)周期，今后在不同領(lǐng)域?qū)⒌玫桨l(fā)展和應(yīng)用。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）4第 2 章 方案分析2.1 設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)題目：電視遙控器注射模具設(shè)計(jì)2.2 產(chǎn)品分析本設(shè)計(jì)為面板類殼體模具，殼體的尺寸為 170mm×67mm×17mm，壁厚為 2.5mm，且有四個(gè)螺紋孔，在底部有一個(gè)電池盒，壁厚為1.5mm 其效果如圖 2-1、2-2 所示：圖 2-1 遙控器內(nèi)部示意圖畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）5圖 2-2 遙控器面板示意圖2.3 塑件所用塑料名稱、性能及工藝參數(shù)塑料選用材料為：聚氯乙烯（PVC） ，成型條件如下 ：[3]密度：1.38g/cm 3 計(jì)算收縮率：0.6～1.5（取 1.0）預(yù)熱溫度/℃：70～90 預(yù)熱時(shí)間/h：4～6模具溫度/℃：30～60 聚氯乙烯具有較好的抗拉、抗彎、抗壓和抗沖擊性能，具有較好的電氣絕緣性能，可以用作低頻絕緣材料，其化學(xué)穩(wěn)定性好。2.4 塑件結(jié)構(gòu)要素2.4.1 塑件脫模斜度：對(duì) PVC 塑料而言 ：[4]型芯：30′～50′（取 45′）型腔：35′～40′（取 35′）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）62.4.2 塑件精度等級(jí)的選用經(jīng)查表本塑件選用一般等級(jí)，精度等級(jí)為 52.4.3 圓角設(shè)計(jì)為了避免應(yīng)為集中，提高塑件的強(qiáng)度，便于塑件熔體的流動(dòng)和塑件脫模，在塑件的內(nèi)外表面的各連接處均應(yīng)設(shè)計(jì)過渡圓弧。2.5 注射機(jī)的選擇2.5.1 最大注塑量：由 V ＝ （2-1）329.5038.146cm??考慮到澆注系統(tǒng)及其它原因帶來的損失，因此397.538.1c式中 m——塑件的質(zhì)量（g）?——塑件的密度（ ）3/cmg2.5.2 注射壓力：查表知 PVC 的注射壓力為 80～130MPa 。2.5.3 鎖模力的校核：F 鎖 ?K 損 P 注 A 分 （2-2）[5]式中 ——注射壓力到達(dá)型腔的壓力損失系數(shù)，一般取損0.34~0.67，此處取 0.5。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）7注P——塑件成型所需的實(shí)際注射壓力分A——塑件及澆注系統(tǒng)等在分型面上的投影面積（ ）2m661054105. ????鎖F=770kN2.5.4 開模行程校核：S＞L 1＋L 2＋δ （2-3）S=17+18+8=43mm式中 L1——凸模凸出部分高度 (mm)L2——取出塑件間隙 (mm)δ——頂桿頂出富裕量(5~10mm) (取 8mm)2.5.5 螺桿轉(zhuǎn)速：經(jīng)查表，聚氯乙烯轉(zhuǎn)速為 28 min/r綜上所述，選取 SZ250/1650 臥式注塑機(jī)，其主要參數(shù)為 ：[6]直徑直徑/mm： 50注塑壓力/MPa： 150實(shí)際注射量 g： 225鎖模力/kN： 1650模具厚度/mm： max 380min 220移模行程/mm： 350模板最大開距/mm： 750畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）8第 3 章 成型部分及其零部件設(shè)計(jì)3.1 分型面的設(shè)計(jì)分型面是為了將塑件澆注系統(tǒng)凝料等從密閉的模具內(nèi)取出，以及為了安放嵌件，將模具適當(dāng)?shù)胤殖蓛蓚€(gè)或若干個(gè)主要部分，這些可以分離部分的接觸表面，通稱為分型面。分型面位于模具動(dòng)模和定模的結(jié)合處，在塑件最大外形處。3.1.1 考慮塑件質(zhì)量對(duì)于有軸度要求的塑件要使其全部動(dòng)?；蚨Ｖ谐尚?，防止由于模具合模不準(zhǔn)確造成塑件尺寸的誤差。對(duì)于外觀無嚴(yán)格要求的塑件，可將分型面選在塑件中部，這樣可以用較小的脫模斜度有利于脫模。3.1.2 確保塑件表面質(zhì)量分型面盡可能選擇在不影響外觀的部位以及分型面處產(chǎn)生的飛邊容易加工修整部位。3.1.3 考慮模具結(jié)構(gòu)（1） 盡量簡化脫模部件。為便于塑件脫模，應(yīng)使塑件在開模時(shí)盡可能留于動(dòng)模部分。（2） 盡量方便澆注系統(tǒng)布置。（3） 便于排溢。為了有利于氣體的排出，分型面盡可能與料流的末端重合。（4） 模具總體結(jié)構(gòu)簡化，盡量減少分型面的數(shù)目，盡量采用平直分型面。綜合以上考慮，可選擇分型面結(jié)構(gòu)如下圖 3-1：畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）9圖 3-1 單分型面注射模的分型面3.2 型腔數(shù)的確定在確定型腔數(shù)時(shí)，常用的有四種方法：3.2.1 根據(jù)所用注射機(jī)的最大注塑量確定型腔數(shù)目根據(jù)公式 n＝ （3-件 廢公利 GK?[7]1）式中 n——型腔數(shù)利K——注射機(jī)公稱注射量的利用系數(shù) 0.7~0.85，此處取 0.8.公G——注射機(jī)的質(zhì)量公稱注射量（g）廢 ——澆注系統(tǒng)及飛邊等的塑料質(zhì)量（g）件 ——單個(gè)型腔中塑件質(zhì)量（g）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）103.2.2 根據(jù)注射機(jī)最大鎖模力確定型腔數(shù)根據(jù)公式 （3-2）件 廢鎖 fAFn??式中 ——注射機(jī)的額定鎖模力（N）鎖廢 ——模具上澆注系統(tǒng)及飛邊在分型面上的投影面積（m ）2件A——塑件在分型面上的投影面積（m ）2f——單位投影面積所需的鎖模力（N/m ）3.2.3 根據(jù)塑件的精度確定型腔數(shù)目根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，每增加一個(gè)型腔，塑件尺寸精度要降低 4%，設(shè)塑件的基本尺寸為 L(mm)，塑件尺寸公差為 ±δ%（ABS 為 0.5%） ，則n＝( ＝2500 （3-3） 1)04()10?????Lx 24??Lx式中 L ——基本尺寸?——尺寸偏差百分?jǐn)?shù)X——塑件尺寸偏差3.2.4 根據(jù)經(jīng)濟(jì)性確定型腔數(shù)目設(shè)型腔數(shù)目為 n,塑件總件數(shù)為 N，模具費(fèi)用（C 0＋ NC1）元，C 1為每一型腔所用費(fèi)用，C 0 為模具費(fèi)用中與型腔數(shù)目無關(guān)的部分，單位小時(shí)加工費(fèi)用為 Y（元/小時(shí)） ，成型周期為 t（min ） 。若忽略準(zhǔn)備時(shí)間和試模時(shí)間原材料費(fèi)用，則總的成型加工費(fèi)用為：x＝ ＋ C0＋n C 1 （3-4） )6(tN畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）11式中 x——總費(fèi)用N——總件數(shù)Y——單位小時(shí)加工費(fèi)用t——成型周期n——型腔數(shù)C1——每一型腔需費(fèi)用C0——模具費(fèi)用中與型腔數(shù)無關(guān)的部分根據(jù)本設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求，采用雙型腔模具成型。3.3 凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)凹模是成型塑件外形的主部件，其結(jié)構(gòu)隨塑件的形狀和模具的加工方法而變化。整體方式強(qiáng)度好，剛度好，結(jié)構(gòu)簡單。本設(shè)計(jì)采用完全整體式模塊，它是由金屬直接加工而成的，這種形式的凹模結(jié)構(gòu)簡單，牢固可靠，不易變形，成型的塑件質(zhì)量較好，適用于形狀簡單的塑件。其結(jié)構(gòu)如圖 3-2：圖 3-2 完全整體式凹模畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）123.3.1 凹模型腔的大小尺寸為： mcpsxQdD????0)(腔（3-5）[8]式中 ——型腔內(nèi)形尺寸（ mm）腔sd——塑件的外形基本尺寸（mm）?——塑件公差cpQ——塑件平均收縮率（%）X——綜合修正系數(shù)（考慮塑件的收縮率的偏差和波動(dòng)、成型零件的磨損等因素） 。本設(shè)計(jì)中取 X= 。21m?=1/4 ss本設(shè)計(jì)中零件為（170×67） 橫向 0.92 縱向 0.52所以有：橫向 =腔D23.0)91%701(????= m23.04縱向 =腔 13.0)52167(????= 3.043.3.2 型腔的深度尺寸 mcpsxQhH????0)(腔（3-6）式中 ——型腔內(nèi)形尺寸（ mm）腔Dsh——塑件的高度基本尺寸（mm）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）13s?——塑件公差。查表 =0.24s?cpQ——塑件平均收縮率（%） 取 1.0X——綜合修正系數(shù)（考慮塑件的收縮率的偏差和波動(dòng)、成型零件的磨損等因素） 。本設(shè)計(jì)中取 X= 。21m?——模具成型尺寸設(shè)計(jì)公差。取 m=1/4 =0.06s?所以， =腔H24.0)61%71(????= 24.03.4 凸模結(jié)構(gòu)尺寸凸模是成型塑件的成型零件，對(duì)于簡單的容器，如殼、蓋之類的塑件，成型起主要部分內(nèi)表面的零件稱為主型芯，按結(jié)構(gòu)主型芯可分為整體式和組合式兩種。整體式結(jié)構(gòu)型芯其結(jié)構(gòu)牢固，但不便加工，消耗的模具鋼多，主要用于工藝試驗(yàn)或小型模具上的簡單型芯。為了便于加工，形狀復(fù)雜型芯往往采用鑲拼組合式結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)是將型芯單獨(dú)加工后，再鑲?cè)肽０逯?。本設(shè)計(jì)為簡單塑件，并且為雙型腔，故選用整體式凸模，其結(jié)構(gòu)如圖 3-3 [9]畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）14圖 3-3 整體式凸模3.4.1 凸模/型芯的外形尺寸0)(msspsxQDd????凸 （3-7）式中 ——凸模/型芯外形尺寸（ mm）凸sD——塑件內(nèi)形基本尺寸（mm）cpQ——塑件平均收縮率（%）x——綜合修正系數(shù)（考慮塑件的收縮率的偏差和波動(dòng)、成型零件的磨損等因素） 。本設(shè)計(jì)中取 X= 。21m?=1/4 ss本設(shè)計(jì)中零件橫向 0.92 縱向 0.52。所以 橫向 023.)91%0.165( ????凸d= mm023.7?畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）15縱向 013.)52%0.162(????凸d= mm13.08?3.4.2 凸模/型芯的高度尺寸 0)(msspsxQHh????凸（ 3-8）式中 ——凸模/型芯的高度尺寸（mm）凸s——塑件內(nèi)形深度基本尺寸（mm）cpQ——塑件平均收縮率（%）x——綜合修正系數(shù)（考慮塑件的收縮率的偏差和波動(dòng)、成型零件的磨損等因素） 。本設(shè)計(jì)中取 x= 。21m?——模具成型尺寸設(shè)計(jì)公差。 =m?4ss——塑件公差，查表得 =0.24 s所以 06.)241%0.71(????凸h= m0.6-33.5 型腔壁厚的計(jì)算3.5.1 型腔的強(qiáng)度及剛度要求塑件模具的型腔側(cè)壁和底壁厚度的計(jì)算是模具設(shè)計(jì)中經(jīng)常遇到的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）16問題，尤其對(duì)大型模具更為突出。目前許多單位都是憑經(jīng)驗(yàn)決定的，但常因估計(jì)不準(zhǔn)確而造成模具報(bào)廢和浪費(fèi)材料，為此建立科學(xué)的計(jì)算方法是實(shí)屬必要的。目前常用的計(jì)算方法有按剛度和強(qiáng)度兩大類，但是實(shí)際的塑料模具卻要求既并不允許因剛度不足而影響變形，甚至破壞，也不允許因剛度不足而發(fā)生過大變形。因此，要求剛度和強(qiáng)度加以合理考慮。在注塑成型過程中，型腔所受的力有塑件熔體的壓力，合模時(shí)的壓力，開模時(shí)的拉力等，其中最主要的是熔體的壓力，在塑料熔體壓力作用下，型腔將產(chǎn)生有應(yīng)力及變形。如果型腔側(cè)壁和壁厚不夠，當(dāng)型腔中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力超過材料的許用應(yīng)力時(shí)，型腔即發(fā)生強(qiáng)度破壞。與此同時(shí)，剛度不足側(cè)壁發(fā)生過大的彈性變形，從而產(chǎn)生溢料和影響塑件尺寸及強(qiáng)度的要求并非同時(shí)兼顧。對(duì)于大尺寸型腔，剛度不足是主要問題，應(yīng)按強(qiáng)度計(jì)算。強(qiáng)度計(jì)算的條件是滿足各種受力狀態(tài)下的許用應(yīng)力。剛度計(jì)算的條件則因模具性，從幾個(gè)方面考慮 ：[10]1. 要防止益料模具型腔的某些配合面當(dāng)高壓塑料熔體注入時(shí)，會(huì)產(chǎn)生足以益料的間隙。對(duì)于 PVC 而言，間隙為 0.05mm.2. 應(yīng)保證塑件精度塑件均有尺寸要求，這就要求模具塑腔具有良好的剛性，即塑件注入時(shí)不產(chǎn)生過大的彈性變形。最大的彈性變形值可取塑件的允許公差的 1/5。常見中小塑件公差為 0.13mm～0.25mm 。因此允許彈性變形量為 0.025mm～0.05mm，可按塑件大小和精度等級(jí)選取。3. 應(yīng)利于脫模當(dāng)變形量大于塑件冷卻收縮時(shí)，塑件的周邊將被型腔緊緊的包住而難以脫模，強(qiáng)制頂住易使塑件劃傷或損壞，因此型腔允許彈性變形量小于塑件的收縮值。型芯的強(qiáng)度、剛度相當(dāng)于桿類零件的校核計(jì)算。3.5.2 型腔壁厚計(jì)算在注射成型過程中，型腔承受塑料熔體的高壓作用。因此模具型畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）17腔應(yīng)該有足夠的高度。型腔強(qiáng)度不足，將發(fā)生塑性變形，甚至破裂，剛度不足將產(chǎn)生過大的彈性形變，導(dǎo)致型腔的向外膨脹，并產(chǎn)生溢流間隙。型腔厚度的計(jì)算本塑件中的型腔為矩型殼類形狀，其厚度算法可用矩形型腔厚度公式計(jì)算。1. 型腔側(cè)壁厚度計(jì)算剛度條件 （3-9）314???????pMEhcS?式中 S——型腔側(cè)壁厚度（ mm）C——系數(shù)。查表得 C=1.0h——型腔側(cè)壁受壓高度（mm） 。h=17mmMp——型腔壓力（MPa） ，查表得，對(duì)于塑料 PVC 為100MPa。E——模具材料彈性模量（MPa）p?——任一自由邊中點(diǎn)的允許變形量，查表得，對(duì)于材料 PVC 取 0.05（mm）所以 31540.1.27????????S=28.2mm強(qiáng)度條件 （3-10??21)(3?????????wPaS）式中 ——型腔側(cè)壁受壓高度（mm） =17mmaaP——型腔壓力（MPa）查表得，對(duì)于塑件 PVC 為100MPa畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）18w——系數(shù)，查表得 0.13?——短邊與長邊比。 =?1706???——許用應(yīng)力（MPa） ，對(duì)于碳鋼 =160（MPa）???21)16039.(317????S=23.9mm所以 S 取 29mm。2. 型腔底壁厚度計(jì)算按強(qiáng)度計(jì)算：pMhabt?'?（3-11）式中 ——底壁厚度（ mm）htb——凹模型腔的內(nèi)孔（矩形）短邊尺寸（mm） b=67mm'a——系數(shù)且由 l/b=170/67=2.53 查表得 =0.5'aMp——模腔壓力（MPa）且 =（25%～50%）Mp=20～50MP 取 40 MPa。注Pp? ——材料許用應(yīng)力（MPa） =160p?則 16045.7??ht=23.7mm按剛度計(jì)算34'pMhEct??（3-12）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）19式中 ——系數(shù)且由 l/b=170/67=2.53 查表得 =0.0277'c 'cMp——模腔壓力（MPa）且 =（25%～ 50%）Mp=20～50MPa 取 40 MPa。注PE——材料的彈性模量（MPa） =2.1×105 MPaEp?——成型零部件的許用變形量。且 = =0.2×0.24=0.048ps?5135408.1.27??ht=2.1mm所以 取 24mm。ht畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）20第 4 章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)4.1 澆注系統(tǒng)的組成及設(shè)計(jì)原則4.1.1 澆注系統(tǒng)的組成澆注系統(tǒng)是指模具中從注射機(jī)噴嘴開始到型腔為止的塑料流動(dòng)通道，其由主流道、分流道、澆口及冷料穴組成。4.1.2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則：1.了解塑料的成型工藝特性掌握塑料的流動(dòng)性以及溫度、剪切速度對(duì)精度的影響，以設(shè)計(jì)出合適的澆注系統(tǒng)。2.盡量避免或減少熔接痕熔體流動(dòng)時(shí)應(yīng)盡量減少分流的次數(shù)，有分流必然有匯合，熔體匯合之處必然會(huì)產(chǎn)生熔接痕尤其流程長，溫度低時(shí)，這對(duì)塑料強(qiáng)度的影響較大。3.有利于型腔中氣體的排出澆注系統(tǒng)應(yīng)能順利地引導(dǎo)塑料熔體充滿型腔的各個(gè)部分，使?jié)沧⑾到y(tǒng)及型腔中原有的氣體能有序地排出，避免充填過程中產(chǎn)生紊流或湍流，也避免固氣體體積積存而引起凹陷，氣泡、燒焦等塑件的成型缺陷。4.防止型芯的變形和嵌件的位移澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量避免塑件熔體直接沖擊細(xì)小型芯和嵌件，以防止熔體的沖擊力使細(xì)小型芯變形或嵌件位移。5.盡量采用較短的流程充滿型腔這樣可有效減少各種質(zhì)量缺陷。6.流動(dòng)距離比的校核畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）21對(duì)于大型或薄壁塑料制作，塑料熔體可有可能因其流動(dòng)距離過大過流動(dòng)阻力太大而無法充滿整個(gè)型腔。4.2 主流道的設(shè)計(jì)4.2.1 主流道分析主流道是熔體最先流經(jīng)模具的部分，它的形狀與尺寸對(duì)塑料熔體的流動(dòng)速度和沖模時(shí)間有較大的影響，因此，必須使熔體的溫度降低和壓力損失最小。主流道截面面積過小，塑料在流動(dòng)過程冷卻面積相對(duì)增加，熱量損失大，粘度增加，流動(dòng)性降低成型壓力損失大。造成成型困難，如主流道截面面積過大，會(huì)使流道容積加大，塑料耗量增多，而且會(huì)使塑料流動(dòng)過程中壓力減弱，冷卻時(shí)間延長，容易產(chǎn)生紊流或渦流，使塑件產(chǎn)生氣孔，影響塑件質(zhì)量。一般對(duì)于流動(dòng)性好，塑件較小，主流道要設(shè)計(jì)得小些，對(duì)于流動(dòng)性差，塑件較大，主流道要設(shè)計(jì)得大些。本設(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)的是電視遙控器模具，產(chǎn)品原材料為 PVC，其流動(dòng)性中等，綜合考慮各因素，應(yīng)將主流道設(shè)計(jì)的小些。4.2.2 主流道的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) [1] 1.對(duì)于所選的臥式注塑機(jī)。熔融塑料首先經(jīng)過主流道，故它的大小直接影響塑料的流速及填充時(shí)間。主流道的斷面設(shè)計(jì)為圓形，這樣在有限的空間內(nèi)增大了截面積。2.主流道錐角。為了便于從主流到中拉出澆注系統(tǒng)的凝料及熔體膨脹，主流道設(shè)計(jì)成帶錐度的圓柱，其錐角 2° 4°（取 2°） ，過大會(huì)使流速減慢。~3.主流道大端面呈圓角。主流道大端面呈圓角，其半徑常取 r＝1 3（mm ） ，(取 2mm)，以~減少料流轉(zhuǎn)向過渡時(shí)的阻力。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）224.半球直徑。為確保塑料從噴嘴完全進(jìn)入主流道而不溢出，主流道對(duì)接處設(shè)計(jì)成半球形坑。 2D＝ ＋ ＝4＋1＝5（mm）???21R17+1=18（mm）式中 ——主澆道小端口直徑（mm）21D——注塑機(jī)噴嘴孔直徑（mm）?——噴嘴孔直徑接觸富裕量（mm）一般為 0.5 1（mm） ，取 =1（mm）~1?1R——注塑機(jī)噴嘴球半徑（mm） ， =17（mm）R2——主流道對(duì)接處半徑（mm）?——噴嘴球半徑接觸富裕量（mm）一般為 1 2（mm） ，取 =1（mm）~2?其結(jié)構(gòu)如圖 4-1：圖 4-1 臥式或立式注射機(jī)用注射模的主流道設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）234.2.3 主流道澆口套設(shè)計(jì)由于流道要與高溫塑料及噴嘴接觸和碰撞，所以模具的主流道部分通常設(shè)計(jì)成可拆卸跟換的主流道襯套，簡稱澆注套或澆口套，以便選用優(yōu)質(zhì)鋼材（如 T8A 等）單獨(dú)加工和熱處理（硬度為 53～57HRC） ，或用 45，50，55 等表面淬火（≥55HRC） 。當(dāng)主流道穿過幾塊模板時(shí)，為防止溢料而使主流道凝料脫模困難，也應(yīng)采用澆注套，其主要作用是：（1）使模具安裝時(shí)進(jìn)入定位孔方便而在注射機(jī)上很好的定位，與注射機(jī)噴嘴吻合，并能經(jīng)受塑料的反應(yīng)力，不致被推出模具。（2）作為澆注系統(tǒng)的主流道，將料筒內(nèi)的塑料過渡到模具內(nèi)，保證料流有力暢通地達(dá)到型腔，在注射過程中不應(yīng)有塑料溢出，同時(shí)保證主流道凝料脫出方便 。（3）當(dāng)主流道穿過多塊模板時(shí)，采用澆口套，可以防止因溢料而使主流道凝料脫模困難。本設(shè)計(jì)中采用整體嵌入式，即把用于注射機(jī)定模板上中心定位孔配合定位的臺(tái)肩及用于構(gòu)成主流道的部分做成一體，適用于大批量的小型模具，如圖 4-2 21圖 4-2 整體式澆注套1——定模座板 2——澆注套畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）244.3 分流道的設(shè)計(jì)分流道是指主流道與澆口之間的這一段，它是熔融塑料由主流道流入型腔的過度段，也是澆注系統(tǒng)中通過斷面積變化和塑料轉(zhuǎn)向的過渡段，能使塑料得到平穩(wěn)的轉(zhuǎn)換。分流道設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使熔體較快地充滿整個(gè)型腔，流動(dòng)阻力小。流動(dòng)中溫降盡可能低，同時(shí)應(yīng)能將塑料熔體均勻地分配到各個(gè)型腔。4.3.1 分流道的形狀和尺寸分流道開設(shè)在動(dòng)定模分型面的兩側(cè)或任意一側(cè)，其截面形狀應(yīng)盡量使其表面積（流表面積與其體積表面積之比）小。常用的分流道截面形式有圓形、梯形、U 形、半圓形及矩形等，梯形及 U 形截面分流道加工較容易。且熱量損失與壓力損失均不大，是常用的形式。故在本設(shè)計(jì)中選用梯形截面的分流道，其截面如圖 4-3：圖 4-3 分流道的斷面形狀梯形截面分流道的尺寸可按下面的經(jīng)驗(yàn)公式確定 ：[12] （4-1）4265.0Lmb?h3畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）25式中 ——梯形大底邊寬度（mm）b——塑件的質(zhì)量（g）m——分流道的長度（ mm）L——梯形的高度（mm）h梯形的側(cè)面斜度 α常取 5°～10°，底部以圓角相連，上式的適用范圍為塑件壁厚在 3.5mm 以下，塑件質(zhì)量小于 200g，且計(jì)算結(jié)果應(yīng)在3.2mm～9.2mm 范圍內(nèi)合理，塑料在流道中流動(dòng)的距離較大，則流動(dòng)的阻力越大，因此，應(yīng)在滿足具體條件下，盡量減少分流道長度，根據(jù)凸凹模結(jié)構(gòu)尺寸及澆口套的各結(jié)構(gòu)尺寸，確定分流道長度為 16mm（兩個(gè)分流道對(duì)稱分布） 。則 41670265.??b=0.2654×8.3666×2=4.44mm在 3.2mm～9.5mm 范圍內(nèi)，故合理=2.96mmh4.3.2 分流道的分布設(shè)計(jì)分流道的布局取決于型腔的布局，型腔與分流道的布局原則是排列緊湊，縮小模具尺寸，分流道的長度盡量短，鎖模力力求平衡。此次設(shè)計(jì)的模具為雙型腔，而且型腔為對(duì)稱分布，所以分流道也采取平衡布置。