手柄注塑成型工藝及模具設(shè)計(jì)

《手柄注塑成型工藝及模具設(shè)計(jì)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《手柄注塑成型工藝及模具設(shè)計(jì)（31頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

目 錄第 1 章 塑料成型工藝性分析·····································································11.1 塑件分析··································································································11.2 性能分析··································································································11.3 注射工藝參數(shù)··························································································2第 2 章 分型面位置的分析和確定···························································32.1 分型面的選擇原則····················································································32.2 分型面選擇方案························································································3第 3 章 塑件型腔數(shù)量及排列方式的確定··············································43.1 數(shù)量·······································································································43.2 排列方式································································································4第 4 章 注射機(jī)的選擇和有關(guān)工藝參數(shù)的校核·····································54.1 所需注射量的計(jì)算··················································································54.2 塑件和流道凝料在分型面上的投影面積及所需鎖模力的計(jì)算················54.3 注射機(jī)型號(hào)的選定················································································—64.4 有關(guān)工藝參數(shù)的校核··············································································7第 5 章 澆注系統(tǒng)的形式選擇和截面尺寸的計(jì)算···································85.1 主流道的設(shè)計(jì)····························································································85.2 冷料穴的設(shè)計(jì)····························································································95.3 分流道的設(shè)計(jì)···························································································105.4 澆口設(shè)計(jì)··································································································115.5 澆注系統(tǒng)的平衡·······················································································12第 6 章 成型零件的設(shè)計(jì)及力學(xué)計(jì)算························································126.1 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)·····················································································126.2 成型零件工作尺寸計(jì)算··········································································126.3 成型零件的強(qiáng)度及支撐板厚度計(jì)算························································15第 7 章 模架的確定和標(biāo)準(zhǔn)件的選用························································157.1 標(biāo)準(zhǔn)模架分類·······················································································157.2 中小型標(biāo)準(zhǔn)模架的結(jié)構(gòu)形式和模架的選擇···········································157.3 定模板尺寸的計(jì)算················································································157.4 型腔的布置···························································································157.5 動(dòng)模板尺寸的計(jì)算················································································177.6 注塑機(jī)是校核·······················································································18第 8 章 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)·············································································19第 9 章 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)·············································································219.1 推出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向·····························································································229.2 推出機(jī)構(gòu)的復(fù)位·····························································································22第 10 章 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)····································································2310.1 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)·························································································2310.2 模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則··········································································2310.3 型腔冷卻形式·····························································································23第 11 章 模具總體結(jié)構(gòu)··············································································25設(shè)計(jì)總結(jié)參考文獻(xiàn)0第 1 章 塑料成型工藝性分析1.1 塑件分析該塑件為手柄,所用材料為 ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯）,無(wú)顏色要求,該塑件是日用品,承受外力的幾率較大,如沖擊載荷,振動(dòng),摩擦等情況比較多;塑件的工作溫度是室溫,這使得在材料選擇時(shí)對(duì)熱變形溫度,脆化溫度,分解溫度的要求降低;作為一種日用品,生產(chǎn)批量應(yīng)該是大批大量生產(chǎn) ,這樣,就必須考慮生產(chǎn)成本和模具壽命,在材料的選擇時(shí)要綜合各種因素。1.2 性能分析① 使用性能ABS 樹(shù)脂是五大合成樹(shù)脂之一，其抗沖擊性、耐熱性、耐低溫性、耐化學(xué)藥品性及電氣性能優(yōu)良，還具有易加工、制品尺寸穩(wěn)定、表面光澤性好等特點(diǎn)，容易涂裝、著色，還可以進(jìn)行表面噴鍍金屬、電鍍、焊接、熱壓和粘接等二次加工，廣泛應(yīng)用于機(jī)械、汽車、電子電器、儀器儀表、紡織和建筑等工業(yè)領(lǐng)域，是一種用途極廣的熱塑性工程塑料。② 成型性能 1.無(wú)定形料,流動(dòng)性中等,吸濕大,必須充分干燥,表面要求光澤的塑件須長(zhǎng)時(shí)間預(yù)熱干燥 80-90 度,3 小時(shí). 2宜取高料溫,高模溫,但料溫過(guò)高易分解(分解溫度為270 度).對(duì)精度較高的塑件,模溫宜取 50-60 度,對(duì)高光澤.耐熱塑件,模溫宜取 60-80 度. 3.如需解決夾水紋，需提高材料的流動(dòng)性，采取高料溫、高模溫，或者改變?nèi)胨坏确椒ā?表１-１密度 1.05~1.18g/cm3 比體積 1.03-1.06cm3/g吸水率 0.01 14h/% 玻璃化溫度 -120 至-125 oc熔點(diǎn) 105-137oc 計(jì)算收縮率 0.4-0.9%比熱容 2310J/(kg.k) 屈服強(qiáng)度 22-30MPa抗拉強(qiáng)度 27MPa 拉伸彈性模量 0.84-0.95GPa抗彎強(qiáng)度 27-40MPa 彎曲彈性模量 1.1-1.4MPa抗壓強(qiáng)度 22MPa數(shù)據(jù)源自參考文獻(xiàn)[4]11.3 注射工藝參數(shù)表１-２注射成型機(jī)類型 螺桿式 轉(zhuǎn)速 30-60r/min料筒溫度℃ 中段 160~220 噴嘴溫度℃ 185~195模具溫度℃ 55~75 噴嘴形式 直通式注射壓力 MPa 70~130源自參考文獻(xiàn)[1]表 4-182第 2 章 分型面位置的分析和確定2.1 分型面的選擇原則在塑件設(shè)計(jì)階段,就應(yīng)該考慮成型時(shí)分型面的形狀數(shù)量,否則就無(wú)法用模具成型。在模具設(shè)計(jì)階段,應(yīng)首先確定分型面的位置,然后才選擇模具的結(jié)構(gòu)。分型面選擇是否合理,對(duì)塑件質(zhì)量工藝,操作難易程度和模具設(shè)計(jì)制造有很大影響。因此分型面的選擇是注射模設(shè)計(jì)中的一個(gè)關(guān)鍵因素。選擇分型面總的原則是保證塑件質(zhì)量,且便于制品脫模和簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu):由參考書 [1]可知①.分型面的選擇應(yīng)便于塑件脫模和簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu),選擇分型面應(yīng)盡量使塑件開(kāi)模時(shí)留在動(dòng)模;②.分型面應(yīng)盡可能選擇在不影響外觀的部位,并使其產(chǎn)生的溢料邊易于消除和修整;③.分型面的選擇應(yīng)保證塑件尺寸精度;④.分型面選擇應(yīng)有利于排氣;⑤.分型面選擇應(yīng)便于模具零件的加工;⑥.分型面選擇應(yīng)考慮注射機(jī)的規(guī)格2.2 分型面選擇方案綜合以上各點(diǎn)因素主要基于分型面應(yīng)選在塑件的最大截面處原則初步把塑件的分型面選在如下圖 1-1 所示。圖１-１3第 3 章 塑件型腔數(shù)量及排列方式的確定3.1 數(shù)量分型面確定以后,就需要考慮是采用單型腔模還是多型腔模。一般來(lái)說(shuō),大中型塑件和塑件精度要求較高的小型塑件優(yōu)先采用一模一腔的結(jié)構(gòu)。但對(duì)于精度要求不高的小型塑件(沒(méi)有配合精度要求),形狀簡(jiǎn)單,又是大批量生產(chǎn)時(shí),若采用多型腔模可使生產(chǎn)率大為提高降低成本。結(jié)合塑件的批量,質(zhì)量要求,塑料的品種形狀尺寸及塑件的生產(chǎn)成本,所選用的技術(shù)要求和規(guī)范,選擇一模四腔。3.2 排列方式本模具設(shè)計(jì)采用一模兩腔?，F(xiàn)代注塑機(jī)的料筒通常置于定模板中心軸上，型腔的安排必須考慮主流道，只有這樣才能滿足下面的條件：各型腔應(yīng)在相同溫度下同時(shí)充填，即分流道長(zhǎng)度均等；熔料到各型腔流程短，以降低廢料率；各型腔間的距離應(yīng)盡可能大，以便于有足夠的空間來(lái)設(shè)置冷卻水道、推出桿，并具有足夠的截面積，以承受注射壓力；總的反作用力應(yīng)作用于注射機(jī)模板中心。根據(jù)以上的要求，一模兩腔的模具要符合對(duì)稱的布局很簡(jiǎn)單地就可以得到型腔對(duì)稱于模板中心軸線的兩側(cè)圖３-１4第 4 章 注射機(jī)的選擇和有關(guān)工藝參數(shù)的校核注射模是安裝在注射機(jī)上使用的工藝裝備,因此設(shè)計(jì)注射模是應(yīng)該詳細(xì)了解現(xiàn)有注射機(jī)的技術(shù)規(guī)格才能設(shè)計(jì)出符合要求的模具。注射機(jī)規(guī)格的確定主要是依據(jù)塑件的大小及型腔的數(shù)目和排列方式,在確定模具結(jié)構(gòu)形式及初步估算外形尺寸的前提下,設(shè)計(jì)人員應(yīng)對(duì)模具所需的注射量,鎖模力,注射壓力,拉桿間距,最大和最小模具厚度,推出形式,推出位置,開(kāi)模距離等進(jìn)行計(jì)算。4.1 所需注射量的計(jì)算模具所需塑料熔體注塑量 ：12vn??式中 ——一副模具所需塑料的體積；v——型腔數(shù)目；n——單個(gè)塑件的體積；1——澆注系統(tǒng)的體積。2v首先 是個(gè)未知值，在我們學(xué)校里做的設(shè)計(jì)時(shí)以 來(lái)估算，即：10.6nm1.6vn?而 根據(jù)塑件圖可以算出個(gè)大概值。1v2222*45.*301*36.5*37.5??????98789.8?3m所以 =3.2*98789.8 =316127.361.6vn3m33c?4.2 塑件和流道凝料在分型面上的投影面積及所需鎖模力的計(jì)算512An??12()mFnAP??型式中 A——塑件及流道凝料在分型面上的投影面積；——單個(gè)塑件在分型面上的投影面積；1——流道凝料（包括澆口）在分型面上的投影面積；2——模具所需鎖模力；mF——塑料熔體對(duì)型腔的平均壓力。P型流道凝料（包括澆口）在分型面上的投影面積 在模具設(shè)計(jì)前是未知值。2A根據(jù)多型腔模的統(tǒng)計(jì)分析，大致是每個(gè)塑件在分型面上投影面 的1，可選 來(lái)估算。而 ABS 塑件作為中等黏度塑件其對(duì)型腔的0.2.5:倍 倍 10.35nA平均壓力 為 35 。P型 Ma所以 = =12An??1.35nA2.*4?=4883.33 2m=4883.33* *35*12()mFP型 60?361Pa170.916 KN4.3 注射機(jī)型號(hào)的選定根據(jù)注射機(jī)的最大注射量（額定注射量 G）和額定鎖模力 F 來(lái)選擇，它們應(yīng)該滿足/m??式中 ——注射系數(shù)，無(wú)定型塑料取 。?0.85所以 =371.76。G2316/cmF?6由上述數(shù)據(jù)查參考文獻(xiàn)[1]附錄 6 及參考文獻(xiàn)[3] 選注射機(jī)型號(hào)為 XS-ZY-500 基本參數(shù)如下表４-１螺桿直徑 65mm 額定注射量 500cm3額定注射壓力 1040MPa 鎖模力 350KN最大成型面積 1000 cm2 最大開(kāi)模行程 700mm頂出行程 700mm 最大模具厚度 450mm最小模具厚度 200mm 螺桿轉(zhuǎn)速 25-89r/min定位孔直徑 ?150+0.006 推出孔徑 ?40兩側(cè)孔距 530mm 噴嘴球半徑 SR18mm孔直徑 ?24.54.4 有關(guān)工藝參數(shù)的校核① 按注射機(jī)的最大注射量校核型腔數(shù)量，公式源自參考文獻(xiàn)[3]式 4-2VnK12??K—注射機(jī)最大注射量的利用系數(shù),一般取 0.8Vn—注射機(jī)允許的最大注射量 cm3V2—澆注系統(tǒng)所需塑件的體積 cm3V1 –單個(gè)塑件的體積 cm3左邊 = 2 ,右邊 = 2986.150.???滿足要求② 注射量的校核根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn),注射機(jī)的最大注射量是其允許最大注射量的 80%,由此有n V1+ V2≤80% VnVn—注射機(jī)允許的最大注射量 cm3V2—澆注系統(tǒng)所需塑件的體積 cm3V1 –單個(gè)塑件的體積 cm3。公式源自參考文獻(xiàn)[3]式 4-4左邊 = 316 cm3 右邊 = 80%×500 = 400 cm3滿足要求7③ 塑件在分型面上的投影面積與鎖模力的校核計(jì)算投影面積與鎖模力遠(yuǎn)小于所選注射機(jī)的投影面積和鎖模力。滿足要求④ 注射壓力的校核所選注射機(jī)額定注射壓力為 104MPa,該塑件的注射壓力為 40-70MPa,由于選用的是螺桿式注射機(jī),其注射壓力的傳遞比柱塞式要好,所以注射壓力選用60MPa,注射應(yīng)滿足Pmax≥k’P 0式中: max 注射機(jī)額定注射壓力P0 注射成型時(shí)所用的注射壓力k’安全系數(shù) ,常取 k’ = 1.25-1.4左邊 = 130MPa 右邊 = 1.25×60---1.4×60 = 75-84MPa滿足要求⑤ 模具厚度的校核模具厚度指模板閉合后達(dá)到規(guī)定鎖模力時(shí),動(dòng)模板與定模板之間的距離模具厚度 H 應(yīng)滿足: Hmin≤H≤Hmax對(duì)于所選注射機(jī) 式中 Hmin = 300mm, Hmax = 450mm而模具厚度為 H = 35+40+75+35+133 = 318mm滿足要求第 5 章 澆注系統(tǒng)的形式選擇和截面尺寸的計(jì)算所謂澆注系統(tǒng)是指注射模中從主流道的始端到型腔之間的熔體進(jìn)料通道。澆注系統(tǒng)可分為普通流道澆注系統(tǒng)和無(wú)流道澆注系統(tǒng)兩類。普通澆注系統(tǒng)由主流道。分流道.澆口.冷料穴四部分組成。澆注系統(tǒng)的作用是使來(lái)自注射模噴嘴的塑料熔體平穩(wěn)而順利的充模,壓實(shí),保壓。5.1 主流道的設(shè)計(jì)主流道是澆注系統(tǒng)中從噴嘴與模具相接觸部位開(kāi)始,到分流道為止的塑料熔體的流動(dòng)通道,屬于從熱的塑料熔體到相對(duì)較冷的模具中的過(guò)渡階段。主流道部分在成型過(guò)程中,其小端入口處與注射機(jī)噴嘴及一定溫度和壓力的塑料熔體冷熱交換的反復(fù)接觸,屬于易損件,對(duì)材料的要求高,因而模具的主流道部分常設(shè)計(jì)成可拆卸更換的主流道襯套式----澆口套根據(jù)所選的注射機(jī)(SX-ZY-500)型號(hào)選擇噴嘴的直徑為 =6 ，則主流R噴 嘴 m道進(jìn)口端直徑 =6+1=7 。噴嘴球面半徑 =18 ，則主流道進(jìn)口端凹下的R進(jìn) m18球面半徑 =20 ，凹下深度為 4 ， ，則主流道大端直徑 =2Rmm3??? DDLtg??進(jìn)主流道襯套及定位圈的固定形式如下圖:圖５-１5.2 冷料穴的設(shè)計(jì)冷料穴一般位于主流道末端分型面的動(dòng)模一側(cè)，熔體流程較長(zhǎng)的多級(jí)分流道多腔模具，各級(jí)分流道末端都應(yīng)設(shè)置冷料井。冷料穴的作用是補(bǔ)給熔體流動(dòng)的前鋒冷料，避免冷料進(jìn)入型腔對(duì)塑件造成不利影響。有時(shí)，對(duì)于型腔最后充滿處，為避免形成強(qiáng)度不良的熔接縫，也在型腔之外相應(yīng)處設(shè)置冷料井，使熔接縫產(chǎn)生在塑件之外。它一般開(kāi)設(shè)在主流道對(duì)面的動(dòng)模板上，其標(biāo)稱直徑與主流道大端直徑相同或略大一些，深度約為直徑的 1-1.5 倍，最終要保證冷料的體積小于冷料穴的體積。本模具出于 3 板式點(diǎn)澆口考慮在主流道和分流道都設(shè)有冷料穴.如圖 3-5 所示。9圖５-２5.3 分流道的設(shè)計(jì)分流道是主流道與澆口之間的料流通道，是塑料熔體由主流道流入型腔的過(guò)渡段，負(fù)責(zé)將熔體的流向進(jìn)行平穩(wěn)轉(zhuǎn)換，在多型腔模中起著將熔體向各個(gè)型腔分配的作用。在設(shè)計(jì)分流道時(shí)應(yīng)注意：以最短的路程、最小的熱量壓力損失，將熔體快速順利地輸入型腔；材料必須能在相同的溫度、壓力條件下，從各個(gè)澆口同時(shí)地向型腔進(jìn)料；從節(jié)省塑料材料的角度考慮，流道橫截面積應(yīng)盡可能?。豢紤]到節(jié)省材料與冷卻條件，分流道的表面積/ 體積比應(yīng)盡可能小。（1）分流道截面形狀分流道的形狀尺寸主要取決于塑件的體積、壁厚、形狀，以及所加工塑料的種類、流程長(zhǎng)度和模具結(jié)構(gòu)等。分流道斷面積過(guò)小，會(huì)降低單位時(shí)間內(nèi)輸送的塑料量，并使填充時(shí)間延長(zhǎng)，塑料常出現(xiàn)缺料、波紋等缺陷。分流道斷面積過(guò)大，不僅積存空氣增多，塑件容易產(chǎn)生氣泡，而且增大塑料耗量，延長(zhǎng)冷卻時(shí)間。常用的分流道截面形狀有圓形，梯形，U 形，矩形和半圓形等1）從流道效率來(lái)考慮10流道截面周長(zhǎng)越大，則熔料和模具接觸面積越大，熱量的散失也就越大；另一方面，流道截面積越大，則壓力下降越小。可以用流道的截面面積和其周長(zhǎng)來(lái)衡量其截面形狀的優(yōu)異，圓形截面的效率最高，雖然正方形截面效率也最高，其次是梯形截面。2）從經(jīng)濟(jì)性考慮圓形截面要以分型面為界分成兩半進(jìn)行加工才利于凝料脫出，這種加工的工藝性不佳，且模具閉合后難以精確保證兩半圓對(duì)準(zhǔn)，尤其不適合于一模多腔的模具中。而 U 形截面的分流道，其流道效率雖低于圓形截面的分流道的效率，但它易于加工，經(jīng)濟(jì)性較好，且塑料熔體的熱量散失及流動(dòng)阻力不大。因此本模具分流道的截面形狀選擇 U 形截面。（2）流道截面尺寸分流道截面尺寸應(yīng)根據(jù)素件的成型體積、壁厚、形狀，所用塑料的工藝性能，注塑速度以及分流道的長(zhǎng)度等因素來(lái)確定。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)對(duì) ABS 分流道的推薦值為 4.8-9.5 ，本模具選擇分流道的尺寸為 8 。mm（3）分流道表面粗糙度分流道的表面粗糙度不宜太小，以防將冷料帶入型腔，一般要求 值為aR即可。這樣可增大對(duì)外層塑料熔體的流動(dòng)阻力，減少流速，并于中心熔1.6?體之間有一定的速度差，以保證熔體流動(dòng)時(shí)具有合適的切變速率和剪切熱。5.4 澆口設(shè)計(jì)澆口是連接流道與型腔之間的一段細(xì)短通道,是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分,起著調(diào)節(jié)控制料流速度,補(bǔ)料時(shí)間及防止倒流等作用。澆口的形狀.尺寸.位置對(duì)塑件的質(zhì)量產(chǎn)生很大的影響。① 類型及位置的確定由于塑件是一對(duì)稱的回轉(zhuǎn)體，從頂端中心進(jìn)料可使熔體由厚斷面流入薄斷面，能保持澆口至型腔的流程一致，有利于排除型腔中的空氣，且能避免引起熔體斷裂的現(xiàn)象。② 澆口形式1）直接澆口：適合各種塑料成型，尤其加工熱敏性及高黏度材料，成型高質(zhì)量11的大型或深腔殼體、箱型塑件。只適用于單型腔模具，去除澆口較困難。2）側(cè)澆口： 側(cè)澆口又稱邊緣澆口，廣泛用于兩板式多型腔模具以及斷面尺寸較小的塑件，它一般開(kāi)設(shè)在分型面上，從型腔外側(cè)面進(jìn)料。3）點(diǎn)澆口：點(diǎn)澆口又稱橄欖澆口或菱形澆口，是一種截面尺寸特小的圓形澆口。常用于中小型塑件的一模多腔模具，也可用于單型腔模具或表面不允許有較大痕跡的塑件。4）潛伏式澆口：又稱隧道式澆口、剪切澆口，其形式是由點(diǎn)澆口演變而來(lái)。經(jīng)過(guò)對(duì)各種澆口的對(duì)比，本模具選用點(diǎn)澆口。如圖 5-3 圖 5-35.5 澆注系統(tǒng)的平衡對(duì)于該模具,從主流道到各個(gè)型腔和分流道的長(zhǎng)度相等,形狀及截面尺寸相同,各個(gè)澆口也相同,澆注系統(tǒng)顯然是平衡的。第 6 章成型零件的設(shè)計(jì)及力學(xué)計(jì)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。在本設(shè)計(jì)中成型零件就是球柄外壁的型腔和筋板處型芯及中間深孔處型芯。6.1 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)型腔采用整體式,用機(jī)械加工方法易于成型,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,牢固不易變形。塑件無(wú)拼接縫痕跡,適用于簡(jiǎn)單形狀的塑件。6.2 成型零件工作尺寸計(jì)算目前,成型零部件工作尺寸計(jì)算使用兩種方法,即平均值法和公差帶法。與制品成型尺寸的公差等級(jí)有關(guān)的成型零件工作尺寸的公差，如表 6-1 所示 12表 6-12 成型零件工作尺寸的公差帶成型零件工作尺寸的公差帶制品尺寸的公差等級(jí) 型腔內(nèi)表面和高度 型芯外表面和高度 中心距IT10-IT12 H7 h7IT13-IT14 H9 h9IT15-IT16 H11 h11IT17 H12 h125ZT?所以，制品尺寸的公差等級(jí)為ＩＴ12，則成型零件的工作尺寸的公差帶有：型腔內(nèi)表面和高度為Ｈ7。成型零件工作尺寸的計(jì)算. 圖 6-1 1)型腔 1 徑向尺寸(如圖 4-1)=80.05480.65%340.5mD??????m13經(jīng)圓整后， =80.05mmmD2)型腔 1 高度=3.50.6%230.5mH??????1.m經(jīng)圓整后， =13.35mm3)中心距=108.65mL???108.7按表 4-2 選定型腔有關(guān)尺寸的公差后 0.35mD.180H?.72mL?其中中心距的公差查表 4-3[5] 將有關(guān)尺寸標(biāo)注在型腔圖中。表 4-3 孔間距公差孔間距/mm 制造公差/mm〈80 0.01?80——220 0.02220——360 0.034)型腔 2 徑向尺寸(如圖 4-5)14圖 4-5 型腔 2 工作尺寸計(jì)算=48.09480.65%340.mD??????m=71.25712()H?.18.7mL?按表 4-2 選定型腔有關(guān)尺寸的公差后 0.3489mD?.50712H.mLm?6.3 成型零件的強(qiáng)度及支撐板厚度計(jì)算型腔側(cè)壁厚度該型腔側(cè)壁厚,因其直接為定模板,可按整體式圓形型腔，參考文獻(xiàn)[1]公式 7-48??HprhS??15p 型腔內(nèi)壓力.MPa,一般為 20-50MPar 型腔內(nèi)半徑,為 50mmh 型腔深度, 為 100mm[σ] 型腔材料的許用壓力 為 160MPaH 型腔外壁高度 為 74mm61025???S考慮到導(dǎo)柱的長(zhǎng)度和安裝尺寸,預(yù)定的 80mm 顯然滿足上述尺寸,完全可以滿足強(qiáng)度和剛度條件第 7 章 模架的確定和標(biāo)準(zhǔn)件的選用7.1 標(biāo)準(zhǔn)模架的分類塑料注射模標(biāo)準(zhǔn)模架共有兩種，即 GB/T12556.1-12556.2—1990《塑料注射模中小型模架》和 GB/T12555.1-12555.15—1990《 塑料注射模大型模架》 。兩種標(biāo)準(zhǔn)模架的區(qū)別主要在于適合范圍。中小型標(biāo)準(zhǔn)模架的模板尺寸，而大型標(biāo)準(zhǔn)模架的模板尺寸為509BLm??。631250BLm??7.2 中小型標(biāo)準(zhǔn)模架的結(jié)構(gòu)形式和模架的選擇中小型標(biāo)準(zhǔn)模架可分為基本類型 A1 型-A4 型和派生類型 P1 型-P9 型。他們的基本結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)用途詳見(jiàn)參考文獻(xiàn)[1]P104-105 。本模具是有兩個(gè)分型面的三板式模具選用龍記模架中簡(jiǎn)化型細(xì)水口系統(tǒng)中的 2030 模架。A 板（動(dòng)模板）厚選為 ，B 板（定模板）厚選為 。40m90m7.3 定模板尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算定模板尺寸的決定主要有以下幾種因素：1.根據(jù)型腔的大小以及布置方案，畫出型腔的視圖2.根據(jù)冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，將冷卻管道加畫在型腔的周圍3.根據(jù)澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，將分流道、冷料穴以及主流道大端尺寸畫在型腔上。164.根據(jù)所選模架的類型將導(dǎo)柱、導(dǎo)套布置在合適的位置上。5.把定距拉板上的銷釘加畫在型腔上。7.4 型腔的布置設(shè)計(jì)要求為一模兩腔，即一次成型兩個(gè)件。采用如圖 3-2 所示的塑件擺放方式。①在定模板上加冷卻水道和澆注系統(tǒng)根據(jù)冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，在定模板上有直徑為 8 的四條冷卻水道，具體的布置方案如圖 7-2 所示。在考慮冷卻水道之間的距離時(shí)只需考慮到兩個(gè)方面，一方面能夠?qū)λ芗鸬匠渥愕睦鋮s作用，另一方面能夠不和在定模扳上設(shè)計(jì)好的其它部分發(fā)生干涉，如圖 7-2。根據(jù)澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，在定模板上有分流道、分流道冷料穴和主流道大端尺寸，具體的布置也在圖 7-2 上。在定模板上加導(dǎo)柱和定位銷○ 2由于模架選擇為標(biāo)準(zhǔn)模架，因此對(duì)于導(dǎo)柱的位置可有設(shè)計(jì)手冊(cè)基本確定，其具體尺寸見(jiàn)圖 4-2，此距離不影響其他結(jié)構(gòu)，同時(shí)也分布在模扳的邊緣能夠起到良好的導(dǎo)向和支撐的作用。由于導(dǎo)柱涉及到相接觸的兩個(gè)模板之間的孔配合，因此六個(gè)孔之間的孔間距必須有一定的公差要求，根據(jù)模具設(shè)計(jì)基本規(guī)范，選擇精度要求為 7 級(jí)精度。而根據(jù)定距拉板可確定銷釘?shù)奈恢眉俺叽?，其與定模板的配合為 H7/m6。7.5 動(dòng)模板尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算動(dòng)模板尺寸的決定主要有以下幾種因素：1．根據(jù)型腔的大小以及布置方案，畫出型腔的視圖2．根據(jù)冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，將冷卻管道加畫在型腔的周圍3．根據(jù)所選模架的類型將導(dǎo)柱、導(dǎo)套布置在合適的位置上。17①型腔的布置由于定模板和動(dòng)模板需要合模，應(yīng)此在定模板上的型腔和在動(dòng)模板上的型腔需要有公差配合，這樣保證合模的密封性。因此動(dòng)模型腔布置與定模上型腔布置大同小異，見(jiàn)圖 7-3。. 在動(dòng)模板上加冷卻水道○ 2根據(jù)冷卻的設(shè)計(jì)，在動(dòng)模板上有 8 條直徑為 8 的冷卻水道，具體位置見(jiàn)圖7-3。同樣在考慮尺寸時(shí)考慮兩個(gè)因素，一個(gè)是能夠保證冷卻效果，另一個(gè)就是不影響模板上已有的其他的結(jié)構(gòu)。具體尺寸在圖 4-3 已經(jīng)標(biāo)出。在動(dòng)模板上加導(dǎo)柱和復(fù)位桿○ 3同定模扳相同，由于要考慮到上下兩個(gè)模扳之間的配合和緊密合模，因此導(dǎo)柱的位置尺寸也有公差，選擇公差等級(jí)為 7 級(jí)精度，復(fù)位桿的位置不能與冷卻水道發(fā)生干涉，它與動(dòng)模板間的配合為 H7/m6。7.6 注塑機(jī)的校核注射機(jī)的鎖模力校核。鎖模力是指注射機(jī)的鎖模機(jī)構(gòu)對(duì)模具所施加的最大夾緊力。當(dāng)高壓的塑件熔體在充滿模具型腔時(shí)會(huì)沿鎖模方向產(chǎn)生一個(gè)很大的脹型力。因此，注射機(jī)的鎖模力必須大于該模的脹型力，即 oFkAp?型式中 —型腔的平均壓力 ABS 塑料的型腔平均壓力為 35 。p型 MPa—鎖模力安全系數(shù)，一般取 =1.1-1.2，這取 。okok1.2—注射機(jī)額定鎖模力（ ） 本注射機(jī)的額定鎖模力為 FKN350KN—塑件和流道凝料在分型面上的投影面積A=2(3.1401)????427.8m則 = = 3500 .okP型 66.7.83510Pa?7.25KN所以和安全。注塑機(jī)開(kāi)模行程校核：12(510)Ham??:S?18：注射機(jī)的模板開(kāi)模行程( )，Hm:制品推出距離( )，1：包括流道凝料在內(nèi)的塑件高度( )，2：取出澆注系統(tǒng)凝料必需的長(zhǎng)度( )。a：注射機(jī)允許的最大行程SXS—ZY—500 型號(hào)的注射機(jī)的最大開(kāi)模行程 =500 .Sm。24013780467Hm???所以是絕對(duì)安全的。第 8 章 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)注射模導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)主要用來(lái)保證動(dòng)模和定模兩大部分或模內(nèi)其他零件之間的準(zhǔn)確配合和可靠的分開(kāi)，以避免模內(nèi)各零件發(fā)生碰撞和干涉，并確保塑件的形狀和尺寸精度。本模具一共使用了 3 個(gè)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)一使用了 4 個(gè)安裝在定模固定板上的帶頭導(dǎo)柱來(lái)導(dǎo)向定位定模固定板和定模板，以保證定模固定板和定模板的準(zhǔn)確配合和可靠分開(kāi)，從而取出其中的凝料。帶頭導(dǎo)柱采用硬度 HRC50 的 T8 淬火鋼，表面粗糙度為： Re0.8。壓簧使用 45 鋼。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)二使用 4 個(gè)安裝在動(dòng)模板上的帶頭導(dǎo)柱來(lái)導(dǎo)向定位定模板和動(dòng)模板。它也是使用硬度 HRC50 的 T8 淬火鋼，表面粗糙度在 。如圖 8-1 所示。0.8aRm?19圖 8-1 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)二導(dǎo)向機(jī)構(gòu)三使用 4 個(gè)安裝在推板上的有肩導(dǎo)柱和導(dǎo)套來(lái)導(dǎo)向定位推板和推管固定板。導(dǎo)柱導(dǎo)套均使用硬度 HRC50 的 T8 淬火鋼，表面粗糙度在 。0.8aRm?如圖 8-2 所示。圖 8-1 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)三（推板導(dǎo)柱、導(dǎo)套）20第 9 章 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)一次推出脫模機(jī)構(gòu)是在開(kāi)模后塑件在推出零件作用下，通過(guò)一次推出動(dòng)作將制品脫卸出模具的機(jī)構(gòu)。它一般包括推桿推出脫模機(jī)構(gòu)、推管推出脫模機(jī)構(gòu)、推板推出脫模機(jī)構(gòu)、推塊推出脫模機(jī)構(gòu)、利用成型零件推出脫模機(jī)構(gòu)、多元件聯(lián)合退出脫模機(jī)構(gòu)、壓縮空氣推出脫模機(jī)構(gòu)等等，這類推出機(jī)構(gòu)最常見(jiàn)，應(yīng)用也最廣泛。本模具經(jīng)過(guò)分析決定選用推管推出脫模機(jī)構(gòu)，它的優(yōu)點(diǎn)是推出受力均勻，脫模可靠，但過(guò)薄的推管容易損壞。（1）推管的形狀 推管是一種空心推桿，它的形狀有直通式和階梯形兩種，前者適用于短推管，后者可增大推管的剛度，適用于長(zhǎng)推管。本模具選用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的直通式推管。 （2）推管的尺寸和固定形式推管的尺寸是根據(jù)塑件被推管推出部分形狀大小來(lái)確定的，為了便于制造，21推管壁厚一般不小于 。1.5m推管的固定形式如圖 9-1 所示，為最常用的推管固定形式，可用于各種帶臺(tái)肩形式的推管。圖 9-1 推管的固定形式（3）設(shè)計(jì)推管脫模的注意事項(xiàng)：1）推出制品的厚度（推管厚度） ，一般不小于 。1.5m2）推出材料多用 T8、T10 等碳素工具鋼制造，采用淬火，淬火硬度在 50-55HRC 以上，最小淬硬長(zhǎng)度要大于與型腔配合長(zhǎng)度加上推出距離。3）當(dāng)脫模快時(shí)，制品易被擠縮，其高度尺寸難以保證。4）推管的內(nèi)徑與型芯配合，一般取間隙配合，大直徑推管取 設(shè)計(jì)，小8/7Fh直徑推管取 設(shè)計(jì)。推管外徑與凹?？组g隙配合。直徑大時(shí)取 設(shè)計(jì)，7/6Fh Hf小時(shí)取 設(shè)計(jì)。推管與型芯的配合長(zhǎng)度為推出行程加 3-5mm，推管與模8Hf板的配合長(zhǎng)度為推管外徑的 0.8-2 倍，非配合部分的孔徑均要比配合處增大 0.5-1mm，配合處的表面粗糙度在 以下。0.8aRm?9.1 推出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向推管一般安裝在推板與推板固定板之間。脫模機(jī)構(gòu)工作時(shí)，由推板將注射22機(jī)的頂出力傳遞給推管，為保證傳力平穩(wěn)，防止推管變形或折斷，推板應(yīng)處于被導(dǎo)向狀態(tài)。推板的導(dǎo)向通常利用推板導(dǎo)柱、導(dǎo)套實(shí)現(xiàn)，如圖 3-8 所示。圖中導(dǎo)柱不僅取導(dǎo)向作用還兼起支撐作用，以減少中間墊塊的彎曲變形。9.2 推出機(jī)構(gòu)的復(fù)位為了進(jìn)行下一循環(huán)的成型，推出脫模機(jī)構(gòu)在完成塑件的推出動(dòng)作后必須回到初始位置。常用的復(fù)位機(jī)構(gòu)有彈簧復(fù)位和復(fù)位桿復(fù)位兩種。彈簧復(fù)位不可靠，不及復(fù)位桿復(fù)位效果好，本模具選用復(fù)位桿復(fù)位，復(fù)位桿一般為 4 根，對(duì)稱布置在推出板的四周，復(fù)位桿的材料、熱處理?xiàng)l件及表面粗糙度與推管相同，如圖 9-2 所示。圖 9-2 復(fù)位桿第 10 章 第 10 章 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)10.1 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)模具成型過(guò)程中模具溫度會(huì)直接影響到塑料熔體的沖模、定型、成型周期和塑件質(zhì)量。當(dāng)模具溫度不均勻時(shí)，型芯和型腔溫差過(guò)大，塑件收縮不均勻，23導(dǎo)致塑件翹曲變形，會(huì)影響塑件的形狀和尺寸精度。而設(shè)置冷卻裝置的目的，主要是防止塑件在脫模時(shí)發(fā)生變形，縮短成型周期及提高塑件質(zhì)量。冷卻水路通過(guò)調(diào)節(jié)冷卻水流量和流速來(lái)控制模溫。10.2 模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則（1）冷卻系統(tǒng)的布置應(yīng)先于脫模機(jī)構(gòu)，這是為了保證足夠的空間來(lái)布置冷卻回路。（2）澆口處加強(qiáng)冷卻，普通熔融的塑料充填型腔的時(shí)候，澆口附近溫度最高，距離澆口越遠(yuǎn)溫度越低，因此澆口附近加強(qiáng)冷卻，通入冷水，而在溫度低的外側(cè)使經(jīng)過(guò)了熱交換的溫水同過(guò)即可。（3）冷卻水孔至型腔表面為等距離，當(dāng)塑件壁厚均勻時(shí)，冷卻水孔與型腔表面各處最好有相同的距離。（4）降低入水與出水的溫度差，如果入水溫度和出水溫度差別太大時(shí)，使模具的溫度分布均勻，如果制品冷卻速度不一樣，就容易造成制品變形，特別是對(duì)流動(dòng)距離很長(zhǎng)的大型制品，塑料越流越低。（5）冷卻水孔的排列方式，對(duì)于收縮率達(dá)的非金屬材料，應(yīng)沿其收縮方向設(shè)置冷卻水道，這樣既可使制品冷卻又可抑制塑料收縮，防止塑料變形，對(duì)于薄壁或扁平塑件，水道應(yīng)在制品的上下兩側(cè)，等距離，等數(shù)量開(kāi)放，一定要使塑料冷卻均勻。（6）水孔管路應(yīng)暢通無(wú)阻。（7）水管接頭的位置應(yīng)盡可能放置在不影響操作的一側(cè)。（8）水道的開(kāi)設(shè)應(yīng)該便于加工和清理，冷卻水道要易于機(jī)械加工，便于清理。10.3 型腔的冷卻形式型腔的冷卻形式有直流式、直流循環(huán)式、循環(huán)式、噴流式、用導(dǎo)熱性好的合金間接冷卻、噴流循環(huán)式、壓縮空氣冷卻和用導(dǎo)熱性好的合金直接冷卻等。型腔采用往復(fù)式冷卻分三層，加工簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)性好，還能達(dá)到冷卻的效果。由于型芯在塑件的內(nèi)部，沒(méi)有與動(dòng)、定模板接觸，不用單獨(dú)設(shè)置冷卻水道。型腔的冷卻水道的布置形式如圖 10-1 所示。24圖 10-1 型腔冷卻水道的布置第 11 章 模具總體結(jié)構(gòu)由以上設(shè)計(jì)步驟，綜合得設(shè)計(jì)的模具機(jī)構(gòu)如下：1—定位圈 2—定模板 3—導(dǎo)套 4—導(dǎo)套 5—推板 6—導(dǎo)柱 7—型芯固定板 8—型芯 9—?jiǎng)幽|板 10—型芯 11—推管 12—墊塊 13—前頂板 14—后頂板 1525—固定板 16—?jiǎng)幽５装?17—內(nèi)六角螺釘 18—銷釘 19—內(nèi)六角螺釘 20—銷釘21—內(nèi)六角螺釘 22—銷釘 23—推桿 24—銷釘 25—內(nèi)六角螺釘 26—拉料桿27—內(nèi)六角螺釘 28—內(nèi)六角螺釘 29—澆口套 30—冷卻水道圖１１-１設(shè)計(jì)總結(jié)本次課程設(shè)計(jì)是在學(xué)完了塑料成型工藝及模具后進(jìn)行的，是重要的實(shí)踐環(huán)節(jié)，是與課堂教學(xué)相結(jié)合的重要環(huán)節(jié)，是一次學(xué)知識(shí)，學(xué)方法，增加興趣，培養(yǎng)能力，提高素質(zhì)的綜合性實(shí)踐活動(dòng)。所設(shè)計(jì)的模具符合塑件的基本特征，能夠利用一次分型及推出機(jī)構(gòu)將塑件成型，結(jié)構(gòu)合理。主要零部件都是在常見(jiàn)類型中結(jié)合塑件形狀來(lái)設(shè)計(jì)的，所用計(jì)算方法常見(jiàn)、適用，結(jié)構(gòu)合理，計(jì)算正確。公式來(lái)源于權(quán)威手冊(cè)，可靠，計(jì)算經(jīng)反復(fù)檢查，準(zhǔn)確。通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)，使我學(xué)到了以下知識(shí)：1.對(duì)所學(xué)的塑料模具設(shè)計(jì)及以前的專業(yè)知識(shí)進(jìn)行了一次全面而系統(tǒng)的復(fù)習(xí)。了解了拿到一個(gè)產(chǎn)品后如何下手的流程:塑件材料品的性能分析,制件工藝性分析,設(shè)備的選擇,型腔數(shù)目的選擇和確定,分型面的確定,澆注系統(tǒng)的確定,成型零件的結(jié)構(gòu)和尺寸設(shè)計(jì),推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及模架的選擇和調(diào)溫系統(tǒng)的確定。這一完整的流程會(huì)不僅對(duì)我們將來(lái)從事本行業(yè)有很大的幫助,而且告訴了我做事要有條有理的道理。2.查閱資料的能力。課堂上所學(xué)的知識(shí)畢竟是有限的,課程設(shè)計(jì)就告訴了我們?nèi)绾卫矛F(xiàn)有資源去獲得所需要的知識(shí),簡(jiǎn)言之就如何學(xué)習(xí),課程設(shè)計(jì)讓我們有了這樣一個(gè)訓(xùn)練自己的學(xué)習(xí)方法的平臺(tái),對(duì)我們不久的將來(lái)如何適應(yīng)工作是個(gè)很好的啟發(fā)。3.認(rèn)識(shí)到了自己在專業(yè)知識(shí)上的欠缺和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)的不足。比如:在選擇模具